| 研究課題/領域番号 |
16360388
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
反応工学・プロセスシステム
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
米本 年邦 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40125688)
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| 研究分担者 |
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)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2006
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| キーワード | 生理活性物質 / 酸化防止 / 抗酸化剤 / β-カロテン / ビタミンE / ビタミンC / カテキン / 速度論モデル |
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| 研究概要 |
本研究では、食品系における生理活性物質β-カロテンの長期酸化防止を達成するため、脂溶性ビタミンEと水溶性ビタミンCに新規な両親媒性カテキンを組み合わせることで抗酸化剤高速再生サイクルを設計することを目的とした。まず、ビタミンEとCの間で生じる反応機構解明のため、界面積既知の油水二相系でのカロテンの酸化実験を行い、初期ビタミンEやC濃度、界面積、気相体積など諸因子の影響を検討した。そして、系内にビタミンEが存在する限りカロテン酸化が抑制されること、ビタミンCがビタミンE消費を抑制あるいは促進する相反効果を有すること、特定の条件下でカロテンの酸化抑制期間が飛躍的に増大することを明らかにした。この酸化抑制期間の増大は、従来ビタミンCによるビタミンEの再生反応によるものと考えられていたが、実際にはビタミンC自身の酸化によって系内酸素が消費され低濃度となっているためであることも解明した。また、各物質自身の酸化、ビタミンEによる抗酸化、ビタミンCによるビタミンEの再生および消費、気相から水相、水相から油相への酸素の物質移動を考慮して構築した速度論モデルは、反応条件に応じてカロテン酸化が促進あるいは抑制されるという相反現象を良好に表現できた。さらに、実際の食品系はoil in waterエマルションなどの分散系であることから、実験系を形状が安定なリボソーム系へと展開させ、油水二相系で解明した反応機構に基づき、リボソーム系でのカロテン酸化を表現可能であることを明らかにした。
一方、両親媒性カテキンとカロテン間で生じる反応機構解明のため、不活性な油均相系でカロテンの酸化実験を行い、カテキンがカロテンの酸化抑制と促進の相反効果を有すること、カテキンの構造によってどちらの効果が優勢となるかが異なること、明らかにした。
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