特開 2022-105586 Ｓ－アリルシステインの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022105586

(43)【公開日】2022-07-14

(54)【発明の名称】Ｓ－アリルシステインの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C07C 323/58 20060101AFI20220707BHJP

   A61K 31/198 20060101ALI20220707BHJP

   A61K 8/44 20060101ALI20220707BHJP

   A61Q 19/00 20060101ALI20220707BHJP

   A23L 33/105 20160101ALI20220707BHJP

   A23L 5/00 20160101ALI20220707BHJP

【ＦＩ】

C07C323/58

A61K31/198

A61K8/44

A61Q19/00

A23L33/105

A23L5/00 K

【審査請求】有

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022078752

(22)【出願日】2022-05-12

(62)【分割の表示】P 2018073905の分割

【原出願日】2018-04-06

(71)【出願人】

【識別番号】000002901

【氏名又は名称】株式会社ダイセル

(74)【代理人】

【識別番号】100124431

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 順也

(74)【代理人】

【識別番号】100174160

【弁理士】

【氏名又は名称】水谷 馨也

(72)【発明者】

【氏名】江口 晃一

(72)【発明者】

【氏名】高柳 勝彦

(57)【要約】

【課題】
短時間でＳ－アリルシステインを製造する方法を提供する。
【解決手段】
アリシンと、Ｌ－シスチンとを、アルカリ土類金属水酸化物及びアルカリ土類金属酸化物からなる群より選択される少なくとも１種の存在下に、溶媒中で共存させる工程を備える、Ｓ－アリルシステインの製造方法。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

カルシウム及びマグネシウムからなる群から選択される少なくとも１種を１質量％以上含む、Ｓ－アリルシステイン含有組成物。

【請求項2】

請求項１のＳ－アリルシステイン含有組成物を含む、食品、医薬品、医薬部外品、又は化粧品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｓ－アリルシステインの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ニンニク、タマネギなどのアリウム属の植物には、種々の含硫アミノ酸が含まれることが知られており、近年、含硫アミノ酸の一種であるＳ－アリルシステインの有する様々な生理学的作用が注目されている。

【0003】

しかしながら、例えば、ニンニクなどに含まれるＳ－アリルシステインの含有量は、ごく僅かである。

【0004】

例えば、特許文献１には、システインを添加する工程を含むアリウム属植物の加工方法に関する発明が開示されている。引用文献１には、当該加工方法により、Ｓ－アリルシステインの生成量が数日程度で増加することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平３－１６７１２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載された加工方法によれば、数日程度でＳ－アリルシステインの生成量を増加させることが可能とされているが、工業的にＳ－アリルシステインを製造する観点からは、Ｓ－アリルシステインの生成が遅すぎるという問題がある。

【0007】

このような状況下、本発明は、短時間でＳ－アリルシステインを製造する方法を提供することを主な目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明者らは、このような課題を解決するために鋭意検討を行った。その結果、アリシンと、Ｌ－シスチンとを、アルカリ土類金属水酸化物又はアルカリ土類金属酸化物の存在下に、溶媒中で共存させることにより、Ｓ－アリルシステインが短時間で効率的に生成することを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて、さらに検討を重ねることにより完成された発明である。

【0009】

すなわち、本発明は、下記に掲げる態様の発明を提供する。
項１． アリシンと、Ｌ－シスチンとを、アルカリ土類金属水酸化物及びアルカリ土類金属酸化物からなる群より選択される少なくとも１種の存在下に、溶媒中で共存させる工程を備える、Ｓ－アリルシステインの製造方法。
項２． 前記アリシンとして、アリウム属の植物、前記植物の搾汁、及び前記植物の抽出物からなる群から選択された少なくとも１種を用いる、項１に記載のＳ－アリルシステインの製造方法。
項３． 前記アリウム属の植物が、ニンニク、タマネギ、ラッキョウ、ギョウジャニンニク、及びアサツキからなる群から選択された少なくとも１種である、請求１又は２のいずれかに記載のＳ－アリルシステインの製造方法。
項４． 前記アルカリ土類金属水酸化物が、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムの少なくとも一方であり、
前記アルカリ土類金属酸化物が、酸化マグネシウム及び酸化カルシウムの少なくとも一方である、項１～３のいずれかに記載のＳ－アリルシステインの製造方法。
項５． 前記工程において、アルカリ土類金属水酸化物及びアルカリ土類金属酸化物からなる群より選択される少なくとも１種と、Ｌ－シスチンとの混合物を用意し、当該混合物と、前記アリシンとを前記溶媒中で混合する、項１～４のいずれかに記載のＳ－アリルシステインの製造方法。
項６． 前記工程における温度が、２０～６０℃である、項１～５のいずれかに記載のＳ－アリルシステインの製造方法。
項７． 前記工程において、前記溶媒のｐＨが９以上となり、酸化還元電位が－３００ｍＶ以下となる、項１～６のいずれかに記載のＳ－アリルシステインの製造方法。
項８． カルシウム及びマグネシウムからなる群から選択される少なくとも１種を１質量％以上含む、Ｓ－アリルシステイン含有組成物。
項９． 項８のＳ－アリルシステイン含有組成物を含む、食品、医薬品、医薬部外品、又は化粧品。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、短時間でＳ－アリルシステインを製造する方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施例１のＳ－アリルシステイン（ＳＡＣ）生成量推移を示すグラフである。

【図2】実施例１のｐＨ値推移を示すグラフである。

【図3】実施例１のＯＲＰ値推移を示すグラフである。

【図4】実施例２のＳ－アリルシステイン（ＳＡＣ）生成量推移を示すグラフである。

【図5】実施例２のｐＨ値推移を示すグラフである。

【図6】実施例２のＯＲＰ値推移を示すグラフである。

【図7】比較例１のＳ－アリルシステイン（ＳＡＣ）生成量推移を示すグラフである。

【図8】比較例１のｐＨ値推移を示すグラフである。

【図9】比較例１のＯＲＰ値推移を示すグラフである。

【図10】実施例１，２及び比較例１のＳ－アリルシステイン（ＳＡＣ）生成量推移を比較したグラフである。

【図11】実施例１，２及び比較例１のｐＨ値推移を比較したグラフである。

【図12】実施例１，２及び比較例１のＯＲＰ値推移を比較したグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明のＳ－アリルシステインの製造方法は、アリシンと、Ｌ－シスチンとを、アルカリ土類金属水酸化物及びアルカリ土類金属酸化物からなる群より選択される少なくとも１種の存在下に、溶媒中で共存させる工程（以下、反応工程ということがある）を備えることを特徴としている。本発明のＳ－アリルシステインの製造方法は、このような構成を備えていることにより、短時間（例えば、２４時間以内程度）でＳ－アリルシステインを効率的に製造することができる。以下、本発明のＳ－アリルシステインの製造方法について、詳述する。

【0013】

本発明の製造方法によって製造されるＳ－アリルシステインは、下記一般式で示される化学構造を有する。なお、下記一般式の立体構造については、天然物として一般的な構造を示している。

【化1】

【0014】

本発明において、生成物であるＳ－アリルシステインは、上記構造を有するＳ－アリルシステインの他、これの光学異性体であってもよいし、各光学異性体の混合物であってもよい。

【0015】

本発明において、原料となるアリシンは、含硫アミノ酸の一種である。原料となるアリシンとしては、化学合成されたアリシンを用いてもよい。また、アリシンの精製物を用いてもよい。

【0016】

また、本発明においては、アリシンとして、アリシンを含む素材を用いることもできる。アリシンを含む素材としては、好ましくは、アリウム属の植物、アリウム属の植物の搾汁、及びアリウム属の植物の抽出物からなる群から選択された少なくとも１種が挙げられる。アリシンは、例えば、アリインを含むアリウム属の植物の組織を破壊することによって、内在する酵素を作用させると、アリインから変換されて生成することが知られている。従って、原料となるアリシンとして、アリウム属の植物を用いる場合には、アリウム属の植物を傷つけたり、切断するなどして、組織を破壊し、アリインにアリイナーゼを作用させることによって、アリシンを生成したアリウム属の植物（すなわち、アリシンを含んだ状態のアリウム属の植物）を用いる。

【0017】

なお、アリウム属の植物に含まれるアリイナーゼは、高温での加熱などによって失活することが知られている。このため、アリウム属の植物をアリシンの供給源として用いる場合には、アリイナーゼの失活処理が行われていないアリウム属の植物の組織を破壊し、アリインにアリイナーゼを作用させることによって、アリシンを生成させたアリウム属の植物を用いることが好ましい。

【0018】

アリシンとして、アリウム属の植物（すなわち、アリシンを含んだ状態のアリウム属の植物）を用いる場合、当該植物の切断物、破砕物、磨砕物、粉末などの形態であることが好ましい。アリウム属の植物の切断物、破砕物、磨砕物、粉末は、例えば、当該植物をクラッシャー、ミキサー、フードプロセッサー、パルパーフィッシャーなどを用いて切断、破砕、磨砕、粉末化することによって得られる。また、アリウム属の植物の搾汁は、例えばフィルタープレス、ジューサーミキサーなどを用いて調製することができる。搾汁は、上記磨砕物を、濾布などを用いて濾過することによっても調製することができる。アリウム属の植物の切断物、破砕物、磨砕物、及び搾汁は、希釈物または濃縮物であってもよい。希釈物としては、例えば、当該植物の切断物、破砕物、磨砕物、搾汁などを水で１～５０倍程度に希釈したものが挙げられる。また、濃縮物としては、例えば、当該植物の切断物、破砕物、磨砕物、搾汁などを凍結濃縮、減圧濃縮などの手段によって１～１００倍に濃縮したものなどが挙げられる。アリウム属の植物の切断物、破砕物、磨砕物、搾汁は、冷凍したものであってもよい。アリウム属の植物の抽出物は、前述のアリウム属の植物や当該切断物等を、例えば水などの溶媒により抽出することにより得ることができる。本発明において、アリシンを含む素材は、１種類単独で使用してもよいし、２種類以上を組み合わせて使用してもよい。

【0019】

アリウム属の植物としては、７００種類以上が知られており、アリシンを供給できるものであればいずれを素材として用いてもよい。アリウム属の植物の具体例としては、ニンニク、タマネギ、ギョウジャニンニク、ヒメニラ、ニラ、カンケイニラ、イトラッキョウ、キイイトラッキョウ、ミヤマラッキョウ、ノビル、ヤマラッキョウ、アサツキ、エゾネギ、ヒメエゾネギ、シブツアサツキ、シロウマアサツキ、イズアサツキ、ツリーオニオン、ネギ、ワケギ、リーキ、ラッキョウ、シマラッキョウ、シャロット、エシャロット、青ネギ、チャイブ、ヤグラネギ、白ネギなどが挙げられる。これらの中でも、アリインなどの含硫アミノ酸を高濃度に含む観点から、ニンニク（Allium sativum L.）、タマネギ（Allium cepa L.）、アサツキ（Allium schoenoprasum L.）、ラッキョウ（Allium chinense G.Don）、ギョウジャニンニク（Allium victorialis subsp. platyphyllum）などが好ましく、ニンニク（Allium sativum L.）がより好ましい。

【0020】

本発明において、原料となるＬ－シスチン（３，３’－ジチオビス（２－アミノプロピオン酸））は、含硫アミノ酸の一種である。シスチンは、２分子のシステインが、チオール基（－ＳＨ）の酸化によって生成するジスルフィド結合（－Ｓ－Ｓ－）を介してつながった構造を有する。本発明において、原料となるＬ－シスチンとしては、化学合成されたＬ－シスチンを原料として用いてもよいし、Ｌ－シスチンを含む素材を原料として用いてもよい。

【0021】

Ｌ－シスチンは、精製物が容易に入手可能である。また、Ｓ－アリルシステインの生成速度を高める観点から、Ｌ－シスチンの精製物を用いることが好ましい。Ｌ－シスチンの精製物としては、一般的に、試薬、医薬品成分、食品成分などとして市販されているものが挙げられる。

【0022】

本発明の製造方法において、アリシンとＬ－シスチンとの割合は、Ｓ－アリルシステインが生成すれば特に制限されないが、Ｓ－アリルシステインの生成速度を高める観点からは、アリシン１００モルに対して、Ｌ－シスチンを好ましくは３００モル以上、より好ましくは５００モル以上、さらに好ましくは７００モル以上とする。また、本発明において、上記のアリシンを含む素材、Ｌ－シスチンを含む素材などを用いる場合には、これらの使用量は、アリシン及びＬ－シスチンの割合が好ましくはこのような比率となるようにして、適宜設定すればよい。

【0023】

本発明の製造方法においては、アルカリ土類金属水酸化物及びアルカリ土類金属酸化物の少なくとも１種の存在下に、アリシンとＬ－シスチンとを共存させることによって、Ｓ－アリルシステインが短時間で効率的に生成する。

【0024】

アルカリ土類金属水酸化物としては、好ましくは水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムが挙げられる。アルカリ土類金属酸化物としては、好ましくは酸化マグネシウム、酸化カルシウムが挙げられる。アルカリ土類金属水酸化物及びアルカリ土類金属酸化物は、それぞれ、１種類のみを用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。また、アルカリ土類金属水酸化物及びアルカリ土類金属酸化物を１種類単独で用いてもよいし、２種類以上併用してもよい。これらの中でも、Ｓ－アリルシステインの生成速度を高める観点から、アルカリ土類金属水酸化物及びアルカリ土類金属酸化物の少なくとも一方を用いることが好ましく、アルカリ土類金属酸化物を用いることがより好ましい。特に、酸化マグネシウム及び酸化カルシウムの少なくとも一方を用いることが好ましい。

【0025】

アルカリ土類金属水酸化物、及びアルカリ土類金属酸化物の使用量（合計使用量）としては、特に制限されないが、本発明の製造方法の反応工程における溶媒のｐＨが、例えば９．５以上、好ましくは９．５～１２、より好ましくは１０～１２程度、さらに好ましくは１１～１２程度となる量とすることが好ましい。

【0026】

溶媒としては、Ｓ－アリルシステインの生成を阻害しなければ、特に制限されないが、好ましくは水、エタノールなどを使用することができる。溶媒は、１種類のみを用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。

【0027】

溶媒中のアリシンの濃度としては、Ｓ－アリルシステインが生成すれば特に制限されないが、好ましくは８００～２，０００ｍｇ／Ｌ程度、より好ましくは１，５００～２，０００ｍｇ／Ｌ程度が挙げられる。同様の観点から、溶媒中におけるＬ－シスチンの濃度としては、好ましくは７，０００～１７，０００ｍｇ／Ｌ程度、より好ましくは１２，０００～１７，０００ｍｇ／Ｌ程度が挙げられる。なお、Ｓ－アリルシステインが生成するに従い、アリシンとＬ－シスチンとが消費されて、溶媒中のアリシン濃度及びＬ－シスチン濃度は低下する。本発明において、上記のアリシンを含む素材、Ｌ－シスチンを含む素材などを用いる場合には、これらの使用量は、溶媒中のアリシン及びＬ－シスチンの濃度が好ましくはこのような範囲となるようにして、適宜設定すればよい。

【0028】

本発明において、反応工程の温度としては、Ｓ－アリルシステインが生成すれば特に制限されないが、より短時間でＳ－アリルシステインを製造する観点からは、好ましくは２０～６０℃程度、より好ましくは３０～６０℃程度、さらに好ましくは３５～５５℃程度、特に好ましくは４０～５０℃程度が挙げられる。

【0029】

また、反応工程における溶媒のｐＨは、Ｓ－アリルシステインが生成すれば特に制限されないが、例えばｐＨ９．５以上であり、９．５～１２程度となることが好ましく、１０～１２程度となることがより好ましく、１１～１２程度となることがさらに好ましい。なお、溶媒のｐＨは、反応工程の少なくとも一部において、上記ｐＨ値となればよいが、反応工程開始後５時間以内、さらには３時間以内、さらには２時間以内、特に１時間以内に、上記ｐＨ値となることがより好ましい。

【0030】

また、反応工程における溶媒の酸化還元電位は、Ｓ－アリルシステインが生成すれば特に制限されないが、－３００ｍＶ以下となることが好ましく、－４００～－６５０ｍＶ程度となることがより好ましく、－５００～－６５０ｍＶ程度となることがさらに好ましい。なお、溶媒の酸化還元電位は、反応工程の少なくとも一部において、上記酸化還元電位となればよいが、反応工程開始後５時間以内、さらには３時間以内、さらには２時間以内、特に１時間以内に、上記酸化還元電位となることがより好ましい。

【0031】

反応工程の時間は、Ｓ－アリルシステインが所望量生成すれば特に制限されず、使用する原料の種類、量などによっても異なるが、通常１～２４時間程度、好ましくは４～１２時間の範囲に設定することが好ましい。

【0032】

本発明の製造方法において、アルカリ土類金属水酸化物及びアルカリ土類金属酸化物の少なくとも１種の存在下に、アリシンとＬ－シスチンとを溶媒中で共存させることができればよく、各成分の混合順序は特に制限されない。例えば、反応工程においては、アルカリ土類金属水酸化物及びアルカリ土類金属酸化物からなる群より選択される少なくとも１種と、Ｌ－シスチンとの混合物を用意し、当該混合物と、アリシンとを溶媒中で混合させてもよい。また、反応工程において、アルカリ土類金属水酸化物及びアルカリ土類金属酸化物からなる群より選択される少なくとも１種と、アリシンと、Ｌ－シスチンとを溶媒中で均一に混合した後、これらの反応を攪拌してもよいし、静置してもよい。攪拌方法としては、特に制限されず、例えば、攪拌羽、ミキサー、スターラーなどを用いて攪拌する方法が挙げられる。

【0033】

反応工程の後、混合物から、濾過、遠心分離、濃縮、抽出等の通常の単離操作によってＳ－アリルシステインを分離する単離工程を行うことができる。さらに、Ｓ－アリルシステインの純度を高めるために、カラムクロマトグラフィー、再結晶等の通常の精製操作によって、Ｓ－アリルシステインを精製する精製工程を行うことができる。また、反応混合物を、フリーズドライ、スプレードライなどの方法によって乾燥させて固形物（粉末、顆粒など）とすることもできる。本発明の製造方法によって得られるＳ－アリルシステインの精製物や、Ｓ－アリルシステインを含む反応混合物は、医薬品、医薬部外品、飲食品、化粧品、飼料、健康食品などとして好適に使用することができる。

【0034】

前記の通り、本発明のＳ－アリルシステインの製造方法は、アリシンと、Ｌ－シスチンとを、アルカリ土類金属水酸化物及びアルカリ土類金属酸化物からなる群より選択される少なくとも１種の存在下に、溶媒中で共存させる工程を備えている。このため、本発明の製造方法によれば、例えば、アルカリ土類金属（カルシウム、マグネシウムなど）を、例えば１質量％以上、好ましくは３質量％以上、更に好ましくは５質量％以上含む、Ｓ－アリルシステイン含有組成物が好適に得られる。本発明は、当該Ｓ－アリルシステイン含有組成物を含む、食品、医薬品、医薬部外品、化粧品などを好適に提供することができる。

【実施例0035】

以下に、実施例及び比較例を示して本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は、実施例に限定されない。なお、実施例及び比較例中の測定方法は次の通りである。

【0036】

（ＨＰＬＣ分析条件）
カラム：Ｕｎｉｓｏｎ ＵＳ－Ｃ１８ ５μｍ （２５０ｍｍ×４．６ｍｍ） インタクト株式会社製
カラム温度：４５℃
移動相：［Ａ液］１０ｍＭ りん酸２水素カリウム緩衝液（ｐＨ２．５／りん酸）、［Ｂ液］アセトニトリル
流速：１ｍＬ／ｍｉｎ
測定波長：２１０ｎｍ

【0037】

（実施例１）
皮をむいて台座を除去して、鱗片に分けたにんにく（品種名：福地ホワイト）１００ｇに、等重量のイオン交換水を加えて市販の家庭用ジューサー（ＳＵＮＶＩＧＯＲ ジュースミキサー，ＳＭＬ－Ｇ２２）で摩砕し、にんにくペーストを得た。にんにくペースト１００質量部に対して、酸化マグネシウム（ナカライテスク製）６質量部と、Ｌ－シスチン（プロテインケミカル製）４質量部を、それぞれ添加し、更にイオン交換水をにんにく重量に対して２倍量を添加し、４０～５０℃に加温して攪拌した。酸化マグネシウム及びＬ－シスチン添加から０時間目、２時間目、４時間目、６時間目、８時間目、２４時間目にサンプリングを行い、サンプリング液中のＳ－アリルシステインの含有量をＨＰＬＣ法で分析したところ、最大で４．０６ｇ／ｋｇのＳ－アリルシステインが産生していることを確認した。Ｓ－アリルシステイン（ＳＡＣ）生成量推移を示すグラフを図１に示す。また、サンプリング液のｐＨと酸化還元電位（ＯＲＰ）を測定したところ、ｐＨが最大で９．８２、酸化還元電位は最低で－４６５ｍＶであった。ｐＨ値推移とＯＲＰ値推移を示すグラフをそれぞれ図２及び図３に示す。

【0038】

（実施例２）
酸化マグネシウムの代わりに酸化カルシウムを用いたこと以外は、実施例１と同様の手順で実施したところ、にんにく重量に対して最大で４．１５ｇ／ｋｇのＳ－アリルシステインが産生していることを確認した。Ｓ－アリルシステイン（ＳＡＣ）生成量推移を示すグラフを図４に示す。また、ｐＨは最大で１１．９、酸化還元電位は最低で－５９３ｍＶであった。ｐＨ値推移とＯＲＰ値推移を示すグラフをそれぞれ図５及び図６に示す。

【0039】

（比較例１）
酸化マグネシウムの代わりにアルカリ金属水酸化物である水酸化ナトリウムを用いて、初期ＰＨを１２に調整したこと以外は、実施例１と同様の手順で実施したところ、にんにく重量に対して最大で２．５４ ｇ／ｋｇのＳ－アリルシステインが産生していることを確認した。Ｓ－アリルシステイン（ＳＡＣ）生成量推移を示すグラフを図７に示す。また、ｐＨは最大で９．９７、酸化還元電位は最低で－３３６ ｍＶであった。ｐＨ値推移とＯＲＰ値推移を示すグラフをそれぞれ図８及び図９に示す。

【0040】

実施例１，２及び比較例１におけるＳ－アリルシステイン（ＳＡＣ）生成量推移、ｐＨ推移、及び酸化還元電位推移の比較をそれぞれ図１０～１２に示す。実施例１，２と比較例１との比較から、アリシンと、Ｌ－シスチンとを、アルカリ土類金属（水酸化物又は金属酸化物）存在下に溶媒中で共存させる方法は、アルカリ金属（水酸化物）の存在下に溶媒中で共存させる方法に比して、Ｓ－アリルシステイン（ＳＡＣ）生成量が非常に多く、また生成速度が非常に速く、短時間でＳ－アリルシステインを製造できることが分かる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】