最適な光酸化制御を目指した食品・生体に生じる光酸化機構の解明
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22K05521
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 38050:Food sciences-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
加藤 俊治 東北大学, 農学研究科, 准教授 (60766385)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
仲川 清隆 東北大学, 農学研究科, 教授 (80361145)
乙木 百合香 東北大学, 農学研究科, 助教 (90812834)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 過酸化脂質 / 光酸化 / ラジカル / 一重項酸素 / 脂質酸化 / 質量分析 / 波長 / 異性体解析 |
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| Outline of Research at the Start |
光は食品や生体中の脂質に対し光酸化を惹起させ、食品の品質低下や消費期限の短縮、視覚障害などをもたらす。近年申請者らは独自の質量分析法を構築し、Type I光酸化とType II光酸化の見極めに成功してきた。さらに独自の波長別光源を作製し、450 nm以下の光が脂質に新たな第3の光酸化を惹起させることを見出した。本研究では申請者ら独自の方法を駆使し、先ずは第3の光酸化のメカニズムを確証させる。加えて、これらの技術と知見を以て、食品や生体中に生じる光酸化機構を明らかにするとともに、光酸化の最適な制御を達成し、フードロス削減とヒトの健康増進に貢献する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
「光」は食品や生体中の脂質に対し様々な化学反応を惹起させる。その一つが光酸化であり、例えば食品の品質低下や消費（賞味）期限の短縮等をもたらす。また生体においては皮脂酸化やブルーライトによる視覚障害などが懸念される。それ故、最適な方法で光酸化を抑制（制御）することが様々な領域において、今まさに求められている。光は狭義には約380~780 nmの波長の電磁波と定義され、そして光酸化は光増感分子が波長依存的に光を吸収し、光増感分子の励起を反応起点としてラジカルが発生するType I光酸化と、一重項酸素が発生するType II光酸化に分類される。これまで我々は独自の質量分析法によって、脂質酸化一次生成物（脂質ヒドロペルオキシド（LOOH））の異性体構造を解析し、世界に先駆けてType I光酸化とType II光酸化の見極めに成功してきた。さらに独自に波長別光源を作製し、波長別に脂質の光酸化機構（例：ある波長では特にType II光酸化が進む）を明らかにしつつある。こうした中で申請者らは極最近、上記2種の光酸化機構に全く属さない、すなわち光増感分子の励起を介さない第3の光酸化の存在を新たに見出した。
本研究では波長別光源の精度を向上させることで、第3の光酸化を確証させ、さらにこの光酸化に関与する波長を明らかにした。さらにESR分析により、第3の光酸化のメカニズムの一部を明らかにすることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
精度をさらに向上させた波長別光源を用いて、リノール酸に各波長の光を照射したところ、光増感物質の存在無しに酸化が亢進することが観測され、確かに第3の光酸化の存在を確認した。さらに本光酸化が500 nm以下の波長光によって生じることを明らかとした。また生じたリノール酸ヒドロペルオキシドの異性体解析から、光の照射中にはラジカルが生じている可能性が改めて示唆された。
次に脂質への光照射中に生じるラジカルをESRを用いて解析した。その結果、光照射中にヒドロキシラジカルが生じていることが明らかとなった。また、ヒドロキシラジカル以外にも複数のラジカルが生じていることも明らかとなり、今後さらに検討を進めていく。
波長別光源を用いて、食用油に各波長の光を照射したところ、おおよそ全ての油脂において400 nm付近と700 nm付近でTypeII光酸化が確認された。TypeI光酸化や第3の光酸化の寄与は今後検討していく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
上述のようにヒドロキシラジカル以外の光照射によって脂質中に生じるラジカル種の同定を進め、第3の光酸化機構の詳細解明を進めていく。
また、食品への光照射によって生じる機構についてさらに詳細な知見を得、その酸化機構を抑制するための方法（適切な抗酸化剤の添加や波長カットフィルムなど）を検討していく。
さらに、生体に光が与える影響についても波長別に解析を行い、我々が日常的に浴びている光がどの程度生体脂質酸化に影響を与えているにかについても検討を行っていく。
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Report
(1 results)
Research Products
(4 results)
