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2020 年度 実績報告書

高吸収性かつ加工適正に優れたシス型カロテノイド素材製造基盤技術の確立

研究課題

研究課題/領域番号 19K15779
研究機関名城大学

研究代表者

本田 真己  名城大学, 理工学部, 助教 (60824191)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワードシス-トランス異性化 / 有機分子触媒 / カロテノイド / 安定化 / 抗酸化剤
研究実績の概要

高い抗酸化作用を有するカロテノイド類は、植物や微生物から溶媒抽出により得られる。その利用価値は極めて高いが、カロテノイド(トランス型)の溶媒への溶解度が低いため、天然から効率よく入手できないことが課題となっている。本研究は、カロテノイドを効率的にシス異性化させる新規化学変換技術を開発し、物性改変による溶解度特性の改善によって、天然資源からのカロテノイド素材を効率的に製造する基盤技術を確立する。

昨年度は、可食性植物よりカロテノイドの異性化を促進する新規触媒成分(イソチオシアネート類、ポリスルフィド類)を見出し、それらを活用して天然資源からカロテノイドを効率的に抽出する手法を確立した。本年度は、上記触媒成分の反応特性を詳細に調査した。その結果、触媒種や反応媒体(有機溶媒、油脂)の違いにより、異性化反応の効率が大きく変化することを明らかにした。例えば、イソチオシアネート類の中ではヘキシルイソチオシアネートやベンジルイソチオシアネートが高い異性化効率を示した。また、媒体にマスタード油やアルガン油を使用すると、他の油脂を用いた場合より異性化反応が効率的に進行することを明らかにした。さらに、触媒添加はカロテノイドの異性化のみならず分解も促進してしまうが、α-トコフェロールなどの抗酸化剤を添加すると、分解を抑制しながら異性化できることを確認した。

続いて、実用化を想定し、シス型カロテノイドの長期保管における安定性評価と安定化方法の開発を行った。20種類以上の油脂にシス型カロテノイドをそれぞれ懸濁し、長期保管した。その結果、特定の油脂がカロテノイド異性体の安定性を顕著に向上することを明らかにした。加えて、α-トコフェロールやBHAなど抗酸化剤を添加するとそれらの安定性がさらに向上することを確認した。本知見の活用により、シス型カロテノイド素材の社会実装が期待される。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (2件) 図書 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Evaluation and improvement of storage stability of astaxanthin isomers in oils and fats2021

    • 著者名/発表者名
      Honda Masaki、Kageyama Hakuto、Hibino Takashi、Osawa Yukiko、Kawashima Yuki、Hirasawa Kazuaki、Kuroda Ikuo
    • 雑誌名

      Food Chemistry

      巻: 352 ページ: 129371~129371

    • DOI

      10.1016/j.foodchem.2021.129371

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enriched (Z)-lycopene in tomato extract via co-extraction of tomatoes and foodstuffs containing Z-isomerization-accelerating compounds2021

    • 著者名/発表者名
      Honda Masaki、Murakami Kazuya、Ichihashi Kohei、Takada Wataru、Goto Motonobu
    • 雑誌名

      Catalysts

      巻: 11 ページ: 462~462

    • DOI

      10.3390/catal11040462

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synergistic effects of food ingredients and vegetable oils on thermal isomerization of lycopene2020

    • 著者名/発表者名
      Honda Masaki、Kageyama Hakuto、Hibino Takashi、Ichihashi Kohei、Takada Wataru、Goto Motonobu
    • 雑誌名

      Journal of Oleo Science

      巻: 69 ページ: 1529~1540

    • DOI

      10.5650/jos.ess20174

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Production of (Z)-lycopene-rich tomato concentrate: A natural catalyst-utilized and oil-based study for practical applications2020

    • 著者名/発表者名
      Honda Masaki、Ichihashi Kohei、Takada Wataru、Goto Motonobu
    • 雑誌名

      Journal of Agricultural and Food Chemistry

      巻: 68 ページ: 11273~11281

    • DOI

      10.1021/acs.jafc.0c04892

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of liposomes encapsulating β-carotene using supercritical carbon dioxide with ultrasonication2020

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Yukako、Uemori Chiho、Kon Tatsuhiko、Honda Masaki、Wahyudiono、Machmudah Siti、Kanda Hideki、Goto Motonobu
    • 雑誌名

      The Journal of Supercritical Fluids

      巻: 161 ページ: 104848~104848

    • DOI

      10.1016/j.supflu.2020.104848

    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-step preparation of Z-isomer-rich β-carotene nanosuspensions utilizing a natural catalyst, allyl isothiocyanate, via supercritical CO22020

    • 著者名/発表者名
      Zhang Yelin、Honda Masaki、Fukaya Tetsuya、Wahyudiono、Kanda Hideki、Goto Motonobu
    • 雑誌名

      Symmetry

      巻: 12 ページ: 777

    • DOI

      10.3390/sym12050777

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Possibility of using astaxanthin-rich dried cell powder from Paracoccus carotinifaciens to improve egg yolk pigmentation of laying hens2020

    • 著者名/発表者名
      Honda Masaki、Kawashima Yuki、Hirasawa Kazuaki、Uemura Takeshi、Jinkun Sun、Hayashi Yoshiaki
    • 雑誌名

      Symmetry

      巻: 12 ページ: 923~923

    • DOI

      10.3390/sym12060923

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 融解処理によるカロテノイドの異性化と加工への応用2020

    • 著者名/発表者名
      本田 真己
    • 学会等名
      日本油化学会 第59回年会
  • [学会発表] 天然由来の有機分子触媒を用いたカロテノイドの高効率シス異性化2020

    • 著者名/発表者名
      本田 真己
    • 学会等名
      日本食品工学会 第21回年次大会
  • [図書] Studies in Natural Products Chemistry: Chapter 5 - Carotenoid isomers: A systematic review of the analysis, biological activity, physicochemical property, and methods for isomerization2021

    • 著者名/発表者名
      Masaki Honda
    • 総ページ数
      pp. 173~220
    • 出版者
      Elsevier
  • [図書] Pigments from Microalgae Handbook: Chapter 18 - Nutraceutical and pharmaceutical applications of carotenoids:2020

    • 著者名/発表者名
      Masaki Honda
    • 総ページ数
      pp. 449~496
    • 出版者
      Springer Nature
  • [産業財産権] 機能性食品用組成物及び機能性食品2020

    • 発明者名
      本田 真己
    • 権利者名
      本田 真己
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-203992

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公開日: 2021-12-27  

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