Browning and Variation of Absorption Spectra by the Reaction of Triose Reductone with Amino Acids under the Co-existence of Cu^2+

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(1)九州大学学術情報リポジトリ Kyushu University Institutional Repository. Browning and Variation of Absorption Spectra by the Reaction of Triose Reductone with Amino Acids under the Co-existence of Cu^2+ 篠原, 和毅 九州大学農学部食糧化学教室. 曽, 耀崑 中国文化学院家政学研究所 : 嘉義農業専科学校農産加工科 : 訪問研究員. 大村, 浩久 九州大学農学部食糧化学教室. https://doi.org/10.15017/23174 出版情報:九州大學農學部學藝雜誌. 29 (1/2), pp.23-30, 1974-09. Faculty of Agriculture, Kyushu University バージョン: 権利関係:.

(2) 九 大 農 学 芸 誌(Sci.Bull.Fac.Agr.,KyushuUniv.) 舞等29.巻第1・2号23‑30(1974). 二 価 銅 イ オ ン共 存 下 に お け る ト リオ ー ス レ ダ ク トン と ア ミノ酸 と の 反 応 に よ る 褐 変 お よ び 吸 収 ス ペ ク トル の 変 動* 篠 原 和 毅 ・曽耀崑†. 大 村 浩 久. 九州大学農学 部食糧化学 教室 (1974年6月6日. 受理). Browning and Variation of Absorption Spectra by the Reaction of Triose Reductone with Amino Acids under the Co-existence of Cu" KAZUKI SHINOHARA, YAW-KUN TSENG and HIROHISA OMURA Food Chemistry Institute, Faculty of Agriculture, Kyushu U.tiversity, Fukuoka. 篠 原 ら(1974a)は. 食 品 の 褐 変 に 関連 して,代. 表的 実. レダ ク トン の1つ で あ る トリオー ス レダ ク トン(TR) と種 々の ア ミノ酸 との反 応 に よ る褐 変 を試 験 し,数 種. 験. 常 法(大. 察 した,ま た同 時 に,還 元 力を 有 す る縮 合 物(ア. 二 価 銅 イ オ ン(Cu2+)共. レダ ク トン)が 新 た に 生成 され る こ と も確認 した.さ らに これ ら反応 系 にお け る吸収 スペ ク トル,お よび そ の 吸光 度 の 変動 を求 め た 結 果,褐 変が 進 行 す る と,T. 篠 原 ら(1974a)と ミ ノ 酸(1:1反 2反. 225nm,お. 2・0)に. 近 の 吸 光度 の 増 加 が認 め. られ た(篠 原 ら,1974b).. よ る褐 変 や,ア ス コル ビン酸 等 の 褐 変 を促 進 す る こと. 藤 ら(1970)は. 従 つ て 調 製 し た. 存 下 に お け るTRと. 応)を. 同 様 に,25mMTRと. 応),お. 田1961).ま. レ ダ ク トン類 の抗 腫 瘍 作用,な. た山 らび に. 核 酸 切断作 用 を二 価 銅 イオ ンが 促 進 す る ことを 報 告 し. 加 え,90℃. 間加 熱 し. 紫 外 吸 収 ス ペ ク トル 常 用 の 島 津 マ ル チ パ ー パ ス 自 記 分 光 光 度 計MPS‑ 50型. に よ り 自 動 的 に 記 録 して 求 め た.測. を600倍. 酢 酸:水(4:1:2)を. 開 溶 媒 と してn‑ブタノール: 用 い た.検. び そ の吸 収 スペ ク トル の変 動 に及 ぼす 二 価 銅 イオ ンの. イ ン ドフ ェ ノ ー ル 試 薬,お. 影 響 に つ いて 検 討 した.. い た.. ダ ク トン 類 の生 理 的 機能 に 関 す る研 究(第9報). † 中 国 文化 学院 家政 学研 究 所 お よ び嘉 義農 業 専科 学 校 農 産 加 工 科,現. 定は 反応液. に 希 釈 して 行 な つ た.. 東 洋 濾 紙No.51,展. *レ. で4時. た.. らか の関 係 を もつ こ とが 推 定 さ れ る.そ こで本 実 験 に よ. 衝 液(pH. れ ぞ れ の 反 応 系 にlmMに. ペ ー パ ー ク ロ マ トグ ラ フ ィー. ア ミノ酸 との 反 応 に よ る褐 変,お. ア ミ ノ 酸(1:. お の お の0.IMHCl‑KCI緩. 溶 か し た の ち,そ. て お り,二 価 銅 イ オ ンが レダ ク トン類 の生 理 作 用 と何. お い て はTRと. ア ミ. 同モルア. よ び50mMの. な る よ う にCu2+を. 一方 ,二 価 銅 イオ ン は糖 と ア ミノ化 合物 との 反応 に. が 知 られ て い る(加 藤 ら,1964;鎌. 村 ら,1974)に. ノ酸 との反 応. Rに 特 徴 的 な 吸収 の減 少 と,縮 合 物 の もの と思 われ る よび310nm付. 法. ト リオ ー ス レ ダ ク トン(TR). の ア ミノ酸 との 反 応 系 に お いて 著 しい 褐変 の 進 行 を 観 ミノ. 方. 在訪問研究員. 出 に は 紫 外 線 照 射,. よ び ニ ン ヒ ドリン試 薬 を 用.

(3) Fig. 1. Browning by the reaction of TR with amino acids under the co-existence of Cu2+. I—, TR : amino acids=25 mM : 25 mM. II—, TR : amino acids=25 mM : 50 mM. III—, TR : amino acids : Cu2+=25 rnM : 25 mM : 1 mM. IV, TR : amino acids : Cu2+=25 mM : 50 mM : 1 mM. The reaction mixture was heated at 90"C for 4 hrs and optical density was estimated at 450 nm.. 比 較 的 高 く,ま. 実験 結 果 お よ び考 察 1.Cu2+共. 存 下に お け るTRと. 加 し,し. ア ミノ酸 との 反 応. に よ る褐変 Fig.1に90℃. で4時. 間加 熱 した 後 の 各 反 応 に お. 吸光 度 を 示 す.ま. たCu2+を. 加えな. い場 合 の褐 変度 もあ わせ て 示 した. 試 験 した ア ミノ酸 の な か で は,特 Glu,Try,Arg,Phe等 Cu2+無. の1:2反. ミノ酸 との 反 応 系 で はCu2+を 程 度 か,あ. のア. 加 え な い時 と ほぼ 同. る い は 逆 に 褐 変化 が 低 下 す る傾 向 が み ら. れ た.ま. たCu2+無. CySH系. を除 いて1:2反応. この よ うにCu2+共. 添 加 の場 合 と 同様 に,褐. 変化は. に お い て顕 著 で あ つ た.. 存 下 に お い て も 褐 変 度 は ア ミノ. 酸 の 種 類 に よつ て 異 な つ た.ま. た 一般 にTRと. ノ酸 との 反応 に よ る褐 変 は,Cu2+無. な お,TR‑アミ. ノ酸‑Cu2+系. 変 化 は 前 報(篠. に よ る 褐 変 の経 時 的. 原 ら,1974a)と同. 様 で あ つ た.ま. 加 え た 時 の 褐 変 度 はTR単. アミ. 添 加 の 場合 も考. 2.Cu2+共 TRと. た. 独 の 場合. TRに. 存 下 に お け る 吸 収 ス ペ ク トル の 変 動 ア ミ ノ 酸 と の 反 応 に 対 す るCu2+の. と に よ つ て 検 討 し た. Fig.2はTR‑Met‑Cu2+系. TRに. 応 時 間 と ともに. 特 徴 的 な 吸 収 の減少 が み られ る.特. に1:2反. 応 に お い て そ の 低 下 が 大 き い.TRはpH2.0で 比 較 的 安 定 で あ る(大 す る と 加 熱4時間 約80%近. れ は ア ス コル ビ ン酸‑アミ. Cu2+に. ア ミノ酸 の濃 度 は. の 吸 収 ス ペ ク トル,お. よ び そ の 吸 光 度 の 変 動 を 示 す が,反. の ア ミノ酸 系 に お い て著 しい こ とが 明 らか で あ る.こ ノ酸 系 の褐 変(鎌 田,1961). 影 響を. 特 徴 的 な 吸 収 ス ペ ク トル を 経 時 的 に 測 定 す る こ. え あ わ せ る と,特 にGly,Arg,His,Phe,Try等. と同様 な傾 向 で あ る,一 方,TRと. 変度 の数 倍 の 増 加 が 期待 され た. と 大 差 は み られ な か つ た.. 応系 にお いて,. 添加 の場 合 よ り も褐 変 が 進 行 したが,他. 添. 際 は そ うで は な か つ た.. TRにCu2+を. にGly,Asp,. い う高 濃 度 のCu2+を. で 加 熱 す る と い う 条 件 か らは,無. 添 加 の 場 合 に 比 し,褐 が,実. け る450nmの. た1mMと. か も90℃. 2,3か. は. 村 ら,工974)が,Cu2+が. 後 でTRの. 吸 収 は 反応 前 に 比 べ て. く減 少 し た(Fig,3).こ よ つ て 著 しい 分 解(酸. 共 仔. の よ う にTRは 化)を. ら 明 らか な よ う にTR‑Met‑Cu2'系. う け る が,Figs. における.

(4) Fig. 2. Absorption spectra and its variation of the reaction mixture of TR, methionine (Met) and Cu2+. A—, TR : Met : Cu2+=25 mM : 25 mM : 1 mM. B—, TR: Met : Cu2+=25 mM : 50 mM : 1 mM. The reaction mixture was heated at 90°C for 4 hrs and the absorption spectra were estimated. TRの. 減 少 度 はTR‑Cu2+系. 低 か つ た.こ られ た,こ. に 比べて わずかなが ら. の 傾 向 はHis系,Arg系. よ る 分 解 を 防 止 し て い る,す Cu2ト. に お い て もみ. れ ら の こ と は ア ミ ノ 酸 がTRのCu2+に. と 複 合 体 を 作 り,そ. な わ ち,ア. ミノ酸 が. の 結 果,Cu2+のTRに. 及. ぼ す 作 用 が 弱 め られ た と も 考 え られ る.あ. る い は逆 に. 複 合 体 の 形 成 に よ り,ア. の反応性が. ミ ノ 酸 とTRと. 弱 め られ た と 考 え られ な く も な い.そ. れ は こ のCu2+. と ア ミノ酸 との複 合 体 の形 成 に つ いて 先 に報 告 が あ る か らで あ る(Hemmerich,1966;Maley,1950). 一 方 ,生. 成 物 の 証 拠 と な る310nm付. 増 加 は1:2反. で は 全 く認 め られ な か つ た.し 応 に お け る310nm付. み た よ うな. 近 の 増 大 も 認 め られ な か つ た.. 同 様 にTRの. 誠 少 の 傾 向 がTR‑Thr‑Cu2+系. 間 後 のTRの. か つ た.ま nm付. 加 え な い場. 原 ら(1974b)が. い て も み ら れ る(Fig,4).し 熱4時. 応. か しな が ら,1:2反. 近 の 増 加 はCu2+を. 合 よ り も 低 か つ た.篠 225nm付. 近 の 吸光 度 の. 応 に お い て の み 観 察 さ れ,1:1反. か し,こ. 減 少 度 は1:1反. た1:1反. にお. の場 合 には 加 応 に おい て 高. 応 で も 極 くわ ず か な が ら310. 近 に 吸 光 度 の 上 昇 が 観 察 さ れ た.こ. 反 応 系 に お い て は 反 応 開 始15分. れ ら2つ. 後 で の270nmを. Fig. 3. Absorption spectra and its variation of TR and Cu2+. The reaction mixture of 25 mM TR and 1 mM Cu2+ was heated at 90°C for 4 hrs and the absorption spectra were estimated.. の 中. 減 少 し た.そ. 心 と した 吸 光 度 の 減 少 が 他 の ア ミ ノ酸 系 に 比 して 大 き. Cu2+無. い よ う で あ つ た.. 系 で も1:2反. TR‑Glu‑Cu2+系(Fig.5)に と と も にTRの. 示 す270nmを. おいては 反応時間 中 心 と した吸 光 度 が. の 低 下 の 度 合 は1:1,1:2反. 添 加 の 場 合 と 同 程 度 で あ つ た.ま 応 に310nm近. 応 と も, た この 反応. 辺 の 吸収の 増加が 認. め られ た. Fig.6にHis系. の,ま. たFig.7にArg系. の 吸.

(5) Fig. 4. Absorption spectra and Cu2+. The experimental. Fig. acid. and its variation of the reaction mixture conditions were the same as in Fig.. 5. Absorption spectra and its variation and Cu2+. The experimental conditions. of TR, 2.. threonine. of the reaction mixture of TR, were the same as in Fig. 2.. glutamic. 収 スペ ク トル の変 動 を 示 す が,上 記 の反 応 系 と同 様 に. よび6で. 加 熱 時 間 と とも にTRの. しは じめ,反 応1時間. 1:1,1:2反. 吸 収 が 減 少 した.そ. れは. 応 と も 同程 度 で あつ た が,Cu2+を. 加. え ない 場 合 よ り もTRの Cu2+系 225nm,お. よ り も 低 か つ た.一 方 縮 合 物 の 生 成 を示 す よび310nm付. 増加 が1:1,1:2反 Cu2+無. 減 少度 は高 く,ま たTR‑. 近 を 中 心 と した 吸 光 度 の. 応 系 と もみ られ た.こ の増 加 は. 添 加 の 時 と同程 度 で あ つ た,ま. たFig,5お. 示 す よ うに 縮 合 物 は 反応15分. 後 頃 か ら生 成. で最 高 の 吸光 度 に達 した.し か. しそ の後 は 減 少 す る 傾 向 にあ つ た.我. 々は 先 にTR. とア ミノ酸 との 反 応 か ら縮 合 物 を 得,そ れ がCu2+に よ つ て酸 化 を うけ,TRの. 酸化 型 の メ ソキ サ ール ジ ア. ル デ ヒ ドとア ミ ノ酸 に分 解 す る こ とを 確 か めて い るの で,こ の 場 合 の減 少 は 生 成 した縮 合 物 がCu2+に. よつ. て,再 び 分 解 した こ とに よ ると考 え られ る.こ の よ う.

(6) Fig. 6. Absorption spectra and Cu". The experimental. and its variation of the reaction mixture of TR, conditions were the same as in Fig. 2.. histidine. Fig. 7. Absorption spectra and Cu". The experimental. and its variation of the reaction mixture of TR, conditions were the same as in Fig. 2.. arginine. nmを. な 傾 向 は 他 の ア ミ ノ 酸 系 で も認 め ら れ た. Phe系. に お け るTRの. 減 少 度 は上 詑 の反 応 系 よ り. も わ ず か な が ら低 い よ う で あ つ た(Fig.8).こ 応 系 で も特 に1:2反 度 が 上 昇 し た.そ. 応 に お い て310nm付 の 増 加 の 割 合 はTR‑Phe系. 同 程 度 で あ つ た.な. の反 近 の 吸光 とほぼ. の 反 応 に お い て もPhe. 系 と 同 様 な 傾 向 が み られ た. CySH系. の 反 応 で は 篠 原 ら(1974b)と. (Fig.9),特 TRの nm,お. に1:2反. よび310nm付. 近 の吸 光 度 の増 加 も認 め られ. な か つ た. の 反 応 に 及 ぼすCu2+. の影 響 を示 す が,篠 原 ら(1974b)と 共 存 下 で は270nmを. 同 様 に270. 応 で は 加 熱60分 で ほ とん ど. 吸 収 は 消失 した.ま た 生成 物 の 証 拠 とな る225. Fig.10にTRとTryと. おTR‑Asp‑Cu2+系,TR‑Leu‑. Cu2‑系,TR‑Gly‑Cu2+系. 中 心 と した 著 しい 吸 光 度 の 減 少 が み ら れ た. 異 な つ て,Cu2+. 中 心 と した吸 光 度 の著 しい 減少. が 観察 され た,そ れ は特 に1:2反. 応 に お いて 顕著 で.

(7) Fig.. 8.. Absorption. phenylalanine. and. spectra Cu2+.. Fig. 9. Absorption spectra The experimental conditions. あ つた.さ. らに240nm以. and. The. its. variation. experimental. of. the. reaction. mixture. were. the. same. and its variation mixture of were the same as in Fig. 2.. TR,. cysteine. 下 の 短 波 長 側 と300nm. conditions. of. TR,. as in Fig.. and. み られ た.そ の 低 下 の程 度 はCu2+を. 2.. Cu2+.. 含 まな い系 よ り. 以 上 の 長波 長 側 に 明 瞭 な吸 光 度 の増 加 が み られ た が,. もわ ず か なが ら大 きか つ た.ま た ほ とん どの 反応 系 で. 前 述 した よ うに 加熱 後で は減 少 す る傾 向 に あ つ た.こ. ほ ぼ 同程 度 の 減 少 度 を示 した.さ. らに縮 合 物 の形 成 を. れ は1:1,1:2反. 応 と も同 様 で あつ た.ま た そ の増. 示 す 吸光 度 の 増 加 が,特 に1:2反. 応 に お い て み られ. 加 の程 度 はCu2+を. 含 まな いTR‑Try系. た が,上 記 のTRの. よ り も低 か. つ た. 以 上,TRに. 特 徴 的 な 吸収 の変 動 か ら,TRと. ノ酸 との 反 応 に及 ぼすCu2+の 結 果,一. 減 少 の 場合 とは 逆 にCu2+無. 添. 加 の場 合 よ り もそ の上 昇 の割 合 は低 い よ うで あ つ た. アミ. 影 響 に つ い て検 討 した. 般 に 反応 時 間 と と もにTRの. 吸収 の低 下 が. また225,お. よ び310nm付. 近 の 吸光 度 の 増 加 は反. 応時 間 と と もに減 少 す る傾 向 が み られ た.Cu2+を. 加. え な い系 に お い て は 経 時 的 な 測 定 は 行 な つ て い ない.

(8) Fig. 10. tryptophan が,こ. Absorption and Cu'''.. の よ う な 傾 向 はCu2+無. spectra and its The experimental. variation of the conditions were. reaction mixture the same as Fig.. of 2.. TR,. 添 加 の 系 につ い て もみ. られ る か も しれ な い. 3.反. 応 液 の ペ ー パ ー グ ロ マ トグ ラ フ ィー. Cu2+共. 存 下 で のTRと. て 反 応 後225nm,お. ア ミノ酸 と の 反 応 に お い. よ び310nm付. 近 の吸光 度 の増. 加 が 認 め られ る が,こ. れ は縮 合 物 の生 成 を 示 す もので. あ る.そ. 間 後 の 反応 液 の ペ ーパ ー ク ロマ. こ で 加 熱4時. トグ ラ フ ィ ー を 行 な つ た(Fig.11).そ. の 結 果,試. 験. した す べ て の ア ミ ノ酸 系 に 縮 合 物 と思 わ れ る イ ン ドフ ェ ノ ー ル,お. よ び ニ ン ヒ ド リ ン 弱 陽 性 の ス ポ ッ トが 検. 出 さ れ た.ま. たCu2+を. な か つ たCySH系 方,Gly,His,Try等 2反. の 反 応 系 に お い て は1:1,1:. 応 と も2〜3個. つ はTRと が,他 る.あ. 加 え な い 反 応 で は 観 察 され. で も ス ポ ッ トが 検 出 さ れ た.一. の ス ポ ッ トが 認 め ら れ た.こ. ア ミ ノ酸 と の1:1縮 の ス ポ ッ トは1:2縮. る い は ま たCu2+と. の1. 合 物 と 想 定 され る 合物 で あ る 可能 性 が あ. これ らア ミノ酸 との複 合 体. と も 考 え ら れ る.. Fig. 11. Paperchromatogram of the mixture of TR, amino acids and Cu2+ after heating. I—, TR : amino acids : Cu2±=25 mM : 25 mM : 1 mM. II—, TR : amino acids : Cu2+= 25 mM : 50 mM : 1 mM. The reaction mixture of TR, amino acids and Cu2+ was heated at 90°C for 4 hrs and applied to paperchromatography. 反 応 に お い て顕 著 で あ つ た. 続 い て,Cu2+存. 在 下 で のTRと. ア ミノ酸 との 反応. にお け る吸収 スペ ク トル,お よび そ の 吸光 度 の 変動 を 求 め た.そ. の結 果,反. 応 時 間 と と もにTRに. 特徴的. な吸 収 の減 少 が み られ た,そ の 低 下 の度 合 は各 反 応系 要. 約. と もほ ぼ 同程 度 で あ つ た.さ らに,特 に1:2反 TRと Cu2+の. ア ミノ酸 との 反応 に お け る 褐 変 に お よぼ す 影 響 に つ い て 検 討 した 結 果,Cu2+共. い て は,特 反 応 で,Cu2卜. にGly,Asp,Try,Arg,Pheと. さ れ た.他. な い 時 と ほ ぼ 同 程 度 か,あ 他 方,Cu2+共. 付 近 を 中心 と した 吸光 度 の増 加 が 認 め られ た.ま た各. の1:2. 反 応 液 に つ いて ペ ーパ ー ク ロ マ トグ ラフ ィー を行 なつ. 加え. る い は そ れ 以 下 で あ つ た.. 存 下 で も 褐 変 は1:1反. 応に. よ び310nm. 存下にお. 無 添 加 の 場 合 よ りも 著 しい褐 変 が 観 察 の ア ミ ノ 酸 と の 反 応 系 で はCu2+を. お い て縮 合 物 の 生 成 を 示 す225nm,お. 応 よ り も1:2. た 結 果,す べ て の 反応 系 に縮 合 物 と思 わ れ るス ポ ッ ト が 検 出 され た..

(9) 文 Hemmerich,. P.. 1966. 献 Model. Studies. on. the. Maley, L. E. and D. P. Mellor of Some Metal Complexes Nature, 165: 453. 1950 Stability of Histidine,. Binding of Univalent and Redox-Active Copper in Proteins. In "The Biochemistry of Copper," ed. by J. Peisach, P. Aisen. 大 村 浩 久 ・藤 田 明 男 ・佐 藤 雅 子 ・大 槻 実 ・飯 尾 雅 嘉 1974ト リオ ー ス レ ダ ク ト ン と 数 種 含 窒 素 化 合 物. and. 篠 原 和 毅 ・曽耀崑 ・井 上 譲 ・佐 藤 雅 子 ・大 村 浩 久 1974aト リオ ー ス レ ダ ク ト ン と ア ミ ノ 酸 と の 反. York,. W. E. Blumberg, pp.. Academic. Press,. New. 15-47. 鎌 田 栄 基1961オ 35:285‑292. レ ン ジ ジ ュ ー ス の か つ 変.農. 加 藤 博 通 ・桜 井 芳 人1964果. 化,. 汁 製 品 の褐 変 機 構 に 関. す る研 究(第3報)ク. エ ン 酸‑蔗糖. と の 反 応.九. 大 農 学 芸 誌,28:79‑92. 応 に よ る 褐 変,九. 大 農 学 芸 誌,28:139‑144. 篠 原 和 毅 ・曽耀崑 ・大 村 浩 久1974bト リオー ス レ ダ ク トン と ア ミ ノ酸 と の 反 応 に よ る 吸 収 ス ペ ク. 系 における禍. トル の 変 動.九. 大 農 学 芸 誌,29:15‑21. 変 機 構 、 農 化,38:536‑541.. Summary Effect of Cu2' on the browning reaction of triose reductone (TR) with amino acids was investigated. Browning was remarkably promoted with Cu", especially in the 1 : 2 reaction system of TR with some amino acids such as glycine, aspartic acid, glutamic acid, tryptophan, arginine and phenylalanine. But in other reaction system, the browning was about the same or less than that without Cu2+. On the other hand, the browning by the 1 : 2 reaction system was always more predominant than the 1 : 1 reaction with or without Cu" . Then, the variation of absorption spectra of the reaction mixture of TR, amino acids and Cu' was also estimated. The characteristic absorption of TR decreased with the reaction time. Especially in the 1 : 2 reaction system, the increase of the absorption at near 225 and 310 nm, suggesting the formation of condensation products, was also observed. Furthermore, the spots supposed to be condensation products were detected paperchromatographically in all reaction mixtures..

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