カテキン利用の三次元抗酸化剤高速再生サイクル設計による生理活性物質の長期酸化防止

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16360388
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 米本 年邦 東北大学, 大学院工学研究科, 教授 (40125688)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北川 尚美 東北大学, 大学院工学研究科, 助教授 (00261503) ; 久保 正樹 東北大学, 大学院工学研究科, 助手 (50323069)
• Keywords: 生理活性物質 / 酸化防止 / 抗酸化剤 / β-カロテン / ビタミンE / 油水二相系

Research Abstract

本研究は、生理活性物質としてβ-カロテンを取り上げ、両親媒性抗酸化剤カテキン、脂溶性抗駿化剤ビタミンE、水溶性抗酸化剤ビタミンCの各種抗酸化剤の作用機構を明らかにして、目的物質の長期酸化防止を可能とする抗酸化剤高速再生サイクルを設計することを目的とする。前年度までに、閉鎖油水二相系において、ビタミンE初濃度を一定としてビタミンC初濃度を増加させると、低濃度ではビタミンE消費が促進されてカロテン酸化の抑制期間が短くなるものの、高濃度では逆にビタミンE消費が抑制されて酸化抑制期間が著しく増大するという実験的知見を得た。本年度は、この機構を解明するために、反応系内に存在する酸素量に着目し、気相体積を変化させた種々の酸素量条件下で同様の酸化実験を行った。その結果、同じ抗酸化剤濃度条件でも、気相体積が大きい、つまり系内酸素量が多い場合にはビタミンE消費が促進されてカロテン酸化が促進されるが、気相体積が小さい、つまり系内酸素量が少ない場合にはビタミンE消費が抑制されてカロテン酸化が抑制される現象が観察された。そこで、前年度に構築したビタミンEとビタミンC共存下でのカロテン酸化モデルに、さらに各相での酸素消費と気相から油相、油相から水相への酸素の物質移動を考慮することで新たなモデルを構築した。このモデルにより、抗酸化剤初濃度や反応系内酸素量によってカロテン酸化が促進あるいは抑制されるという相反する現象を表現することができ、後者が反応系内酸素の枯渇によるものであることを明らかにできた。さらに、構築したモデルを用いたシミュレーションにより、気液界面積は小さいほど酸化抑制に有効であり、油水界面積には酸化抑制に適切な範囲が存在することを示すことができた。