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紅茶テアフラビン類の選択的合成を目指した酵素資源の探索と高生産システムへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K07823
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 食品科学
研究機関日本獣医生命科学大学

研究代表者

奈良井 朝子  日本獣医生命科学大学, 応用生命科学部, 准教授 (00339475)

研究分担者 中山 勉  東京農業大学, 応用生物科学部, 教授 (50150199)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードテアフラビン / 酵素的合成 / 紅茶 / カテキン / ポリフェノールオキシダーゼ / 植物性食品 / チロシナーゼ / 酵素 / 合成
研究成果の概要

紅茶の赤橙色色素であるテアフラビン類(TF)は、茶葉に豊富なカテキン類がポリフェノールオキシダーゼ(PPO)により酸化・縮合して生成するカテキン二量体である。TFには様々な生理活性が報告されているが、TF研究・応用に必要な精製された標品が少ない。そこで本研究では、PPOモデル酵素として頻用されるマッシュルーム由来のチロシナーゼを用い、TF合成反応機構を解析することでTF生成量・収率を増加させる反応条件を新規に見出した。
また、身近な植物素材にTF合成に適したPPO資源を求め、候補素材から粗酵素を抽出する方法の最適化を行った。さらに、これを効率的なTF生産技術へ応用するための条件を検討した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では紅茶テアフラビン類(TF)の酵素的合成反応の速度論的解析から、TFが高収量で得られない反応機構を明らかにするとともに、基質と酵素の疎水性の指標である分配係数に基づいて新たに溶媒-緩衝液二相系という効率的なTF合成法を提案した。また、既往の研究を参考に、酵素を不活化させる副生成物の過酸化水素をカタラーゼ添加によって消去し、TF生成速度と収量を高めるという画期的な反応条件も提案した。また、TF合成に有用な酵素資源を探索し、入手容易な素材と酵素抽出法を見出した。これらの成果は、紅茶の保健機能の研究・応用に必要なTFを安定して供給するシステムの構築に貢献するものである。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Elimination of hydrogen peroxide enhances tyrosinase-catalyzed synthesis of theaflavins.2019

    • 著者名/発表者名
      Asako Narai-Kanayama, Yuuka Uchida, Aya Kawashima, Tsutomu Nakayama
    • 雑誌名

      Process Biochemistry

      巻: 85 ページ: 19-28

    • DOI

      10.1016/j.procbio.2019.07.004

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Synthesis of Theaflavin 3-Gallate by a Tyrosinase-Catalyzed Reaction with (?)-Epicatechin and (?)-Epigallocatechin Gallate in a 1-Octanol/Buffer Biphasic System2018

    • 著者名/発表者名
      Narai-Kanayama Asako、Uekusa Yoshinori、Kiuchi Fumiyuki、Nakayama Tsutomu
    • 雑誌名

      Journal of Agricultural and Food Chemistry

      巻: 66 号: 51 ページ: 13464-13472

    • DOI

      10.1021/acs.jafc.8b05971

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] チロシナーゼを用いたテアフラビン 3'-ガレート合成反応の収率向上2019

    • 著者名/発表者名
      奈良井 朝子、内田 有香、川島 彩、中山 勉
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 胆汁酸モデルミセルに含まれるホスファチジルコリンと茶ポリフェノールの相互作用2018

    • 著者名/発表者名
      奈良井 朝子、増田 悠也、中山 勉
    • 学会等名
      Food Congress 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 1-オクタノール/緩衝液二相系におけるチロシナーゼを用いたテアフラビン-3-ガレートの効率的合成2018

    • 著者名/発表者名
      奈良井 朝子、中山 勉
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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