2020 Fiscal Year Annual Research Report
過酸化脂質異性体解析から切開く酸化原因特定と健康・食未来社会へ繋げる酸化最適制御
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19H02901
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
仲川 清隆 東北大学, 農学研究科, 教授 (80361145)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永塚 貴弘 東北大学, 農学研究科, 准教授 (30445895)
伊藤 隼哉 東北大学, 農学研究科, 助教 (50781647)
加藤 俊治 東北大学, 農学研究科, 助教 (60766385)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 過酸化脂質 / LC-MS/MS / 酸化機構 / 抗酸化 / 質量分析 / 疾患 / 抗酸化食品 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
何らかの原因（ラジカル酸化、酵素酸化、一重項酸素酸化、等）によって、ヒトの身体を構成する脂質分子が酸化されると、酸化一次生成物として過酸化脂質（脂質ヒドロペルオキシド）が生じる。こうした脂質ヒドロペルオキシドの生成に加えて、ヒドロペルオキシドの分解反応の進行は疾病などの生体機能の攪乱を招くと考えられている。また食品における油脂の酸化も品質に深く関わり、動植物も同様である。故に、身体や食品でどのような酸化反応が惹起されているか・どのように分解が進むのかの見極めは極めて重要となる。
従来、この見極めは夢物語であったが、研究代表者らは質量分析（LC-MS/MS）を駆使し、生体や食品に含まれる過酸化脂質を異性体レベルで解析するだけでなく、各異性体から生じる分解物を解析することで、この見極めを実現しつつある。そこで本研究では、本法を完成させ、幅広い試料に応用する。酸化反応を見極め、従来は困難であったその種類に応じた最適な制御に挑む。本ストラテジーに基づき、プレシンギュラリティ時代を生き抜く新機能性食品（抗酸化食品）を創成し、ヒト・健康・AIの新たな関係性構築へと繋げる。加えて食の領域で、油脂酸化のさらなる徹底管理を可能とし、食の安全性担保とフードロス削減への原点回帰を図るとともに、極微量な酸化物の構造制御を介してヒトを魅了できる味・香り・物性のプロデュースへも新展開する。こうした基盤的研究を推進し、本研究領域に関する未来社会へ立ち向かえる基盤価値を創造する。
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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
申請者らはこれまでに質量分析を用いて、リノール酸やアラキドン酸といった種々の脂肪酸ヒドロペルオキシド位置異性体の分析法を構築してきた。さらにこれらの脂肪酸ヒドロペルオキシドを有するエステル型脂質（リン脂質、トリアシルグリセロール、コレステロールエステルなど）の異性体解析法を構築してきた。そこで令和二年度は、本法を更に深化させるため、イオンモビリティーを用いた異性体（cis-trans異性体およびキラル異性体）解析を試みた。さらに、既に完成している方法でヒト血漿の酸化機構解析をリポタンパク別に進めたところ、ヒト血漿の酸化機構についてより詳細な知見を得ることができた。本知見は酸化ストレスが関与すると考えられている特定の疾患の発症機序の解明に繋がると考えられた。
食品脂質は製造・加工・輸送・販売・保管・調理などの過程で酸化され、酸化一次生成物として様々なTGOOH異性体が生成する。さらにこのTGOOH異性体が分解することで種々の（好ましい・好ましくない）香りが発生すると考えられている。これまで我々は、食用油脂に含まれているTGOOHの詳細な異性体構造を解析してきた。そこで令和二年度は、TGOOH異性体から生成する香気成分に関する知見を得るため、各脂肪酸ヒドロペルオキシド異性体から生じる香気成分を解析した。さらに解析結果を基に脂質の一次酸化から始まるおおよその脂質酸化・分解経路を予測した。予測結果は観測結果と合致しており、これらの知見は食品の揚げ、焼きなどで生ずる好ましい香りを脂質酸化の観点から制御する方法に繋がり、食加工を先導するイノベーションを生み出すと期待される
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| Strategy for Future Research Activity |
生体脂質酸化の解析：昨年度に続き、分析法の発展を進めるとともに、動脈硬化や糖尿病などの各種臨床サンプルの解析を進める。また、健常状態の脂質酸化が将来的に病態の発症に関与するかを明らかにするため、健常人血液の酸化機構の解明を進める。具体的にはこれまでの研究で我々はヒト血液の酸化には主にラジカル酸化が関与していることを明らかにしているため、ラジカルが血中・生体内でどのように生成しているのかを解析していく。
食品脂質酸化の解析：引き続き、脂質の一次酸化および酸化・分解経路の予測を進める。調理・加工だけでなく、自然由来（酵素など）の酸化も視野に入れ、酸化によって生み出される種々の（好ましい・好ましくない）香りの解析を進めていく。具体的には、酸化によって生じる化合物をGC-MSだけでなく、LC-MSも含めて解析する。
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