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Development of efficient purification methods and analyses of health-promoting functions for natural functional ingredients.

Research Project

Project/Area Number 20K05941
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 38050:Food sciences-related
Research InstitutionFukui Prefectural University

Principal Investigator

Takahashi Masakazu  福井県立大学, 生物資源学部, 准教授 (80315837)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 片野 肇  福井県立大学, 生物資源学部, 教授 (50264685)
神戸 大朋  京都大学, 生命科学研究科, 准教授 (90303875)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords溶解度分別法 / グリチルリチン / ホウ酸ナトリウム / γ-オリザノール / アセトニトリル / 亜鉛トランスポーター / 溶解度分別 / オリザノール / メタレーション / 有機溶媒抽出 / 糖鎖構造 / グルクロン酸 / サイコサポニン / 大豆サポニン / ソバ殻抽出物 / マイクロウェーブ抽出法 / 天然生理活性化合物 / 配糖体 / 選択的沈殿法 / 抗炎症
Outline of Research at the Start

天然生理活性化合物の機能解析にとって、簡便・迅速な大量調製法の開発は、研究速度を左右する。これまでに申請者らは亜鉛トランスポーターZIP4の発現増強作用を示す食由来因子として大豆サポニン類を同定するとともに、水-有機混合溶媒等による選択的沈殿法を駆使して、大豆サポニン類(活性には糖鎖が必須)を選択的かつ簡便に精製する方法を開発している。
本研究では、選択的沈殿法を利用して、ソバ殻粉末抽出物等に含まれるZIP4発現増強機能成分(本機能成分の報告事例は少ない)や、炎症(=多様な疾患の基盤病態)を抑制する抗炎症性天然化合物をターゲットとして、効率的単離法の開発を行い、単離化合物の機能解析を行う。

Outline of Final Research Achievements

Glycyrrhizin (GL) is a triterpenoid saponin with anti-inflammatory activity. Methanol extract of the licorice powder (GL: 8.5% pure) was solubilized in the borax solution and precipitated by dil. HCl to remove the high polar impurities. Then, the fraction (GL: 31% pure) was treated with Sep-Pak C18 column to remove the low polar impurities (GL: 40% purity), and finally purified by preparative RP-HPLC. However, the total recovery rate was reduced to ca.10% of the initial extract by the column purifications. Then, the ammonia water extract of the licorice (GL: 6.7% purity) was prepared to reduce the low polar impurities. Then, the fraction was solubilized in the borax solution and precipitated by dil. HCl to remove the high polar impurities, resulting in the final fraction (GL: 70% purity, 70% recovery) without columns. In addition, purification method concerning gamma-oryzanol (OZ) was achieved by solubility-based purification, and zinc transporter ZIP4-potentiating activity was found.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

天然素材から生理活性化合物を単離する際には,多段階カラムクロマトが多用されるが,その多くは莫大な時間を要すると共に収率が低い.このため配糖体などの天然化合物の精製標品には、高価なものや市販入手困難なものも多い。そこで本研究では,開発してきたホウ砂や水-有機混合溶媒を用いた簡便な選択的沈殿法等を駆使して,甘草に含まれるグリチルリチン(GL)(トリテルペノイド配糖体)の簡便精製法開発を試み,カラムクロマトグラフィーを使わずに,純度70%の標品を高い回収率(70%)で取得する方法を開発した.簡便精製法の開発は,希少性の高い天然生理活性化合物を生理活性スクリーニングに供することを可能にする意義を持つ.

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Metalation and activation of Zn2+ enzymes via early secretory pathway-resident ZNT proteins2023

    • Author(s)
      Kambe T, Wagatsuma T
    • Journal Title

      Biophysics Reviews

      Volume: 4 Issue: 4 Pages: 041302-041302

    • DOI

      10.1063/5.0176048

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Exploring the Physiological Functions of Zinc: Analysis of Zinc Transporters2023

    • Author(s)
      神戸大朋
    • Journal Title

      Nippon Eiyo Shokuryo Gakkaishi

      Volume: 76 Issue: 4 Pages: 207-216

    • DOI

      10.4327/jsnfs.76.207

    • ISSN
      0287-3516, 1883-2849
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Sophisticated expression responses of ZNT1 and MT in response to changes in the expression of ZIPs2022

    • Author(s)
      Shino Nagamatsu, Yukina Nishito, Hana Yuasa, Nao Yamamoto, Taiki Komori, Takuya Suzuki, Hiroyuki Yasui, Taiho Kambe
    • Journal Title

      Sci Rep.

      Volume: 12(1) Issue: 1 Pages: 7334-7334

    • DOI

      10.1038/s41598-022-10925-2

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] お米の機能性・利用性に関する研究開発 ―福井県産米の可能性をひろげる―2021

    • Author(s)
      高橋正和、三浦孝太郎
    • Journal Title

      FOOD Style 21

      Volume: 25 Pages: 23-26

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 溶解度分別法を利用したグリチルリチン精製法の開発2024

    • Author(s)
      本夛崚資, 西野蛍汰, 福田悠作, 片野 肇, 高橋正和
    • Organizer
      日本農芸化学会2024年度大会(東京)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 溶解度分別法に基づくグリチルリチンの簡便精製法の検討2023

    • Author(s)
      本夛崚資, 西野蛍汰, 福田悠作, 片野 肇, 高橋正和
    • Organizer
      日本食品科学工学会 第70回大会(京都)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 溶解度分別法に基づくグリチルリチンの簡便精製法の開発2023

    • Author(s)
      本夛崚資, 西野蛍汰, 福田悠作, 片野 肇, 高橋正和
    • Organizer
      日本農芸化学会中部・関西支部合同大会(三重)
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] γ-オリザノールのアセトニトリルへの溶解性2023

    • Author(s)
      上田 陽菜,高橋 正和,西野 蛍汰,福田 悠作,植松 宏平,片野 肇
    • Organizer
      2023年度日本化学会近畿支部 北陸地区講演会・研究発表会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 溶解度分別法に基づくグリチルリチン簡便精製法の検討2023

    • Author(s)
      本夛崚資、定永麻里、片野 肇、高橋正和
    • Organizer
      日本農芸化学会2023年度大会(広島大会)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 農産物由来標品を用いたZIP4トランスポーター発現増強成分の探索ならびに活性成分精製の検討2022

    • Author(s)
      高橋正和, 山内遥菜, 大川楓佳, 本夛崚資, 神戸大朋, 片野 肇
    • Organizer
      日本食品科学工学会第69回大会(2022年度大会)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 溶解度分別法に基づくサイコサポニン単離法の検討2021

    • Author(s)
      高橋 正和、上田 奈穂、片野 肇
    • Organizer
      日本農芸化学会2021年度大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Identification of ZIP4 Protein Enhancing Compounds in Agricultural Food Resources2020

    • Author(s)
      Masakazu Takahashi, Haruna Yamauchi, Fuka Okawa, Masatoshi Sugimoto, Yoshito Kubo, Taiho Kambe, Hajime Katano
    • Organizer
      The 33rd Annual and International Meeting of the Japanese Association for Animal Cell Technology (Fuchu) (JAACT2020)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Book] “Biological functions of soyasaponins: The potential use to improve zinc nutrition”in “Nuts and Seeds in Health and Disease Prevention”(2nd edition)(Victor R Preedy & Ronald Ross Watson Eds.)2020

    • Author(s)
      Taiho Kambe, Masakazu Takahashi
    • Publisher
      Elsevier.
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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