説明

新規物質TMR

【課題】従来よりも優れた抗酸化性を有する新規物質、それを生産する微生物、新規物質の製造方法及びそれを有効成分とする抗酸化剤を提供すること。
【解決手段】下記一般式(1)で表わされる新規化合物。


該化合物は、バークホルデリア属に属する菌とカテキン類とを反応し代謝産物として得ることができ、カテキンよりも強い抗酸化能を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、抗酸化性を有する新規物質、それを生産する微生物、新規物質の製造方法及びそれを有効成分とする抗酸化剤に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、生体内で生成される活性酸素が、不飽和脂肪酸と反応して過酸化脂質を生じ、人体に悪影響を及ぼすことが明らかになってきている。又、化粧品、医薬品、飲食品等においては、油脂類を含有するものが多く、保存中や使用時に活性酸素と反応して過酸化脂質を生成し、これによる品質低下や栄養の低下・人体への毒性の発現が大きな問題になっている。
【0003】
このため、従来より抗酸化作用を有する物質の探索研究が広く行われている。例えば、合成抗酸化剤 としてBHT(3,5−tert−butyl−4−hydroxytolen)やBHA(2,(3)−tert−butyl−hydroxyanysol)等があり、天然物抗酸化剤として脂溶性のトコフェロール(ビタミンE)や、水溶性のアスコルビン酸(ビタミンC)、あるいは茶等の植物から抽出して得られるカテキン類等が挙げられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的は、これまでに知られていない抗酸化性を有する新規物質、それを生産する微生物、新規物質の製造方法及びそれを有効成分とする抗酸化剤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明者らは、カテキン類を基とし、その抗酸化性を向上させるため、あるいは新たな生理活性を見出すため、カテキン類を代謝する微生物をスクリーニングした。得られたカテキン類代謝微生物及びその変異株の変換能力を利用し、その代謝産物の製造を行ったところ、その物質がTMRという新規物質であることを突き止め、さらにその新規物質が基のカテキン類よりも高い抗酸化能を有することを示し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、請求項1記載の本発明は、一般式(1)で表される新規物質TMRである。
【0006】
【化2】

(式中のRは水素原子又は水酸基を表す。)
【0007】
請求項2記載の本発明は、請求項1記載の式(1)で表される物質TMRを有効成分とする抗酸化剤である。
【0008】
請求項3記載の本発明は、請求項1記載の式(1)で表される物質TMRの製造方法であって、バークホルデリア属に属する物質TMR生産菌をカテキン類と反応させて物質TMRを生成させ、これを採取する物質TMRの製造方法である。
【0009】
請求項4記載の本発明は、請求項1記載の式(1)で表される物質TMRを生産することができる、バークホルデリア属に属するMT−07株及び/またはその変異株であるHE−46株である。
【発明の効果】
【0010】
本発明における新規物質TMRは、抗酸化剤として利用が可能である。また、バークホルデリア属に属するMT−07株及び/またはその変異株であるHE−46株は、カテキン類以外のポリフェノール類であっても反応させることによって従来よりも優れた抗酸化能などの機能性を有する物質に変換する可能性がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
本発明は、下記の一般式(1)で表される新規物質TMRを提供する。
【0012】
【化3】

【0013】
式中のRは水素原子又は水酸基を表し、水素原子のものは3,4−dihydroxy−4−(3’,4’−dihydroxyphenyl) 2−butanone(以下、「TMR−1」とする)であり、下記の式で表される。
【0014】
【化4】

【0015】
本発明の新規物質TMRの製造法について説明する。
本発明の物質TMRは、微生物を用いて製造したものに限定されず合成したものであってもよいが、下記に示す微生物を用いた製造方法の方がより簡便で好ましい。
【0016】
本発明の新規物質TMRは、バークホルデリア属に属する物質TMR生産菌をカテキン類と共に培養して物質TMRを生成させ、これを採取することにより、容易に製造することができる。蓄積した物質TMRを培養物から単離精製するに際しては、通常の微生物代謝生産物を培養物から単離精製する方法が適用される。
【0017】
物質TMRの生産菌としては、バークホルデリア属の細菌で、物質TMR生産能を有するものであればいずれも使用でき、増殖期、定常期、どちらの菌体でも使用することができる。物質TMRの生産効率を考慮した場合、通常の菌株よりも遺伝子組換法、紫外線照射、X線照射あるいは、変異誘導物質による変異処理法などによって変異させた菌株を用いる方が良い。具体的に好適な例としては、関東近縁より採取した土壌より分離されたバークホルデリア属に属する桿菌MT−07株、あるいは、その株に変異をかけたもので本発明者らがHE−46株と番号を付した菌株が挙げられる。
【0018】
このMT−07株およびHE−46株の菌学的性状は次の通りである。
形態的特徴:幅0.8μm、長さ1.0〜1.2μmの桿菌で、芽胞は形成せず、運動性は確認された。グラム染色は陰性であった。
培養的特徴:LB寒天培地上でのコロニーは0.5〜1.0mm程度で、形状は円形、色調は黄色を示し、半透明であった。
【0019】
生理・生化学的特徴:カタラーゼ活性陽性、オキシダーゼ活性陰性、硝酸塩還元活性陽性、インドール産生陰性、ウレアーゼ活性陰性、エスクリン加水分解陰性、ゼラチン加水分解陰性、β−ガラクトシダーゼ活性陽性であった。また、ブドウ糖、L−アラビノース、D−マンノース、D−マンニトール、N−アセチル−D−グルコサミン、グルコン酸カリウム、n−カプリン酸、アジピン酸、d1−リンゴ酸、酢酸フェニルを資化した。
【0020】
遺伝学的手法による相同検索:16S rDNA塩基配列データを用いて相同検索を行なったところ、バークホルデリア属の一部の種と近い相同性を示した。
【0021】
以上の菌学的性質から本菌をバークホルデリア属の菌と同定した。本発明者はMT−07株をバークホリデリア・エスピー(Burkholderia sp.)MT−07、HE−46株をバークホリデリア・エスピーHE−46として独立行政法人製品評価技術基盤機構特許微生物寄託センター(NPMD)にそれぞれNITE P−212、NITE P−179の番号で寄託している。
【0022】
上記微生物の培養に際しては細菌類の培養に用いられる通常の培養方法で差し支えない。用いられる培地は微生物の資化しうる炭素源、窒素源、無機物、微生物の生育および物質TMR生成を促進する物質などを程よく含有する培地であれば、合成培地、天然培地いずれでも用いることができる。
【0023】
炭素源としては、例えば、グルコース、L−アラビノース、D−マンノース、D−マンニトール、N−アセチル−D−グルコサミン、グルコン酸カリウム、n−カプリン酸、アジピン酸、d1−リンゴ酸、酢酸フェニルなどの物質が単独あるいは組み合わせて用いられる。微生物の資化能によっては炭化水素、アルコール類、有機酸なども用いることができる。
【0024】
窒素源としては、例えば、硫酸アンモニウム、トリプトン、酵素エキスなどが単独あるいは組み合わせて用いられる。
【0025】
無機物としては、例えば、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸第一鉄、塩化ナトリウムなどが単独あるいは組み合わせて用いられる。
その他、ビタミン類など菌体の増殖を促進する物質を加えることができる。
培地のpHは、4.5〜8.0でよい。培養温度は、20〜40℃、好ましくは30℃付近に保つのがよい。培養時間は液体培養の場合、数時間〜14日間程度とされる。
【0026】
上述した各種の培養条件は、使用微生物の種類や特性、外部条件などに応じて適宜変更でき、またそれぞれに応じて上記範囲から最適条件を選択することにより調節することが可能である。
【0027】
本発明に用いられるカテキン類としては、カテキン(C)、ガロカテキン(GC)、カテキンガレート(Cg)、ガロカテキンガレート(GCg)、エピカテキン(EC)、エピガロカテキン(EGC)、エピカテキンガレート(ECg)及びエピガロカテキンガレート(EGCg)が挙げられ、これらカテキン類は(+)−体又は(−)−体のいずれであってもよい。
【0028】
このようなカテキン類は、主にツバキ科に属する茶樹(Camellia sinensis)から得られる葉、茎、木部、樹皮、根、実、種子のいずれか、あるいはこれらの2種類以上の混合物もしくはそれらの粉砕物から、水、熱水、有機溶媒、含水有機溶媒あるいはこれらの混合物などを用いて抽出して得られる抽出物に含まれており、本発明においては、該抽出物自体を茶カテキン類としてそのまま利用することができる。特に、生の茶葉あるいはその乾燥物から、水、熱水、有機溶媒、含水有機溶媒、これらの混合物などを用いて抽出して得られる抽出物を好ましく用いることができる。
【0029】
また、本発明においては、上記したような茶樹から得られる抽出物の他に、該抽出物をさらに精製して得られる精製物を、カテキン類として利用することもできる。
精製物に関しては、特公平1−44234号公報、同2−12474号公報、同2−22755号公報、特開平4−20589号公報、同5−260907号公報、同8−109178号公報などに記載された方法により製造することができ、例えば、茶葉を上記の溶媒で抽出して得られた抽出物を、有機溶媒分画や吸着樹脂などを用いて所望の程度に精製して得ることができる。
そして、本発明で原料に用いるカテキン類は、特に限定されず、上記抽出物、精製物等の液体、固体(粉末を含む)の別を問わず利用することができる。
【0030】
本発明の物質TMRは、実施例に示すとおり優れた抗酸化活性を有することから、抗酸化剤として使用することができる。
【0031】
本発明の抗酸化剤は、飲食品、医薬品、医薬部外品及び化粧品等へ配合した形態で摂取してもよいが、そのまま単独で摂取することもできる。その場合の摂取量は摂取形態、年齢、体重などにより異なり、特に制限されるものではないが、経口的に摂取する場合、体重1kgあたり0.1mg〜5000mg/回の摂取が好ましく、1mg〜2500mg/回の摂取がより好ましく、5mg〜500mg/回の摂取がさらに好ましく、10〜100mg/回の摂取が最も好ましい。抗酸化剤の使用量が0.1mgより少ないと有効成分である物質TMRによる抗酸化効果が発現しにくくなるため好ましくなく、5000mgを越えると量的効果が期待できず経済的に好ましくない。このとき、1日当たりの摂取回数は1回若しくは数回とするのがよい。
【0032】
本発明の抗酸化剤の摂取方法は特に限定されるものではなく種々の方法で摂取することができる。
本発明の抗酸化剤の利用形態は、特に限定されず、例えば粉末状、顆粒状、錠剤などの固形状であってもよいし、液状や半固形状などであってもよい。
本発明の抗酸化剤は、例えばビタミンE等、他の抗酸化剤と併用して用いても何ら問題は生じない。他の抗酸化剤と併用した場合には、より優れた抗酸化効果を期待することができる。
【0033】
本発明の抗酸化剤を、飲食品、医薬品、医薬部外品及び化粧品等に配合して使用する場合、対象となる物品に対する本発明の抗酸化剤の配合量は、有効量、すなわち、抗酸化効果を発揮する配合量となるように、対象となる物品の形態や種類に応じて適宜設定することが好ましい。一般的には、飲料の場合、最終製品中で0.0001〜50重量%であることが好ましく、0.001〜30重量%であることがより好ましく、さらに0.01〜10重量%が好ましい。
【0034】
本発明の抗酸化剤を飲料等へ配合させる方法は、特に制限されるものではなく、その配合対象となる物品の調製段階において、この分野で通常知られた慣用的な方法を用いて配合することができる。
【0035】
本発明の抗酸化剤が配合されうる物品は、抗酸化剤の有効成分となる物質TMRを配合することができるものであればどのような形態であってもよく、例えば、水溶液や混濁物や乳化物などの液状形態であっても、ゲル状やペースト状の半固形状形態であっても、粉末や顆粒やカプセルやタブレットなどの固形状形態(例えば飲料の場合、販売時には粉末の形態で飲用時に適宜の濃度に水などで溶解して提供されるようなもの)であってもよい。
【0036】
本発明の抗酸化剤を製剤化する際、或いは飲料等に配合する際は、必要に応じて、増量剤、酸化防止剤、着色剤、香料、矯味剤、界面活性剤、溶解補助剤、保存剤、糖類、甘味料、酸味料、ビタミン類などの公知の各種添加剤と適宜組み合わせて用いてもよい。
【実施例】
【0037】
以下に実施例を挙げ、本発明をさらに詳しく説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。
【0038】
実施例1:カテキン代謝微生物の採取
関東近縁より採取した土壌約0.1mgをCA液体培地〔硫酸アンモニウム10g、リン酸一水素カリウム0.5g、リン酸二水素カリウム0.5g、硫酸マンガン七水和物0.5g、硫酸鉄七水和物0.005g、(+)−カテキン0.25g、塩酸チアミン0.4mg、リボフラビン0.2mg、ピリドキシン塩酸塩0.4mg、ニコチン酸0.4mg、葉酸0.01mg、パントテン酸カルシウム0.4mg、ビオチン0.002mg、イノシトール2mg、アミノベンゾイック酸0.2mg/1L:pH7.0〕に添加し、28℃で集積培養した。この培養液をCA寒天培地(CA液体培地に寒天15gを加えたもの)に塗布し、28℃で培養してコロニーを形成させた。形成されたコロニーをCA寒天培地を用いて純化し、カテキン代謝株を分離した。
【0039】
分離したカテキン代謝株をLB液体培地(トリプトン10g、酵母エキス5g、塩化ナトリウム10g/1L:pH7.0)に接種し、28℃で培養した。この培養液を0.025%(+)−カテキン含有LB液体培地に接種し、28℃で培養した。10mMリン酸カリウム緩衝液(pH7.0)を用いて洗浄した後、OD600=5となるように調整し、(+)−カテキンを終濃度0.5mg/mLとなるように加え、28℃で数時間反応させた。反応液200μLを分取し、遠心(15,000rpm、1分間、4℃)上清中の(+)−カテキン残存量を高速液体クロマトグラフィーを用いて測定した。
【0040】
カラムはナカライテスクCOSMOSIL

抽出溶媒はメタノール:0.02Mリン酸(20:80)、検出はUV254nm、流速は1mL/分で行なった。数時間の反応で(+)−カテキンの減少が約80%にも及ぶ強い活性を有するMT−07株を高カテキン代謝株として以降の研究に用いた。
【0041】
実施例2:カテキン代謝産物蓄積変異株の作製
MT−07株をLB 液体培地に接種して28℃で培養し、前培養液とした。この前培養液が数千分の一量になるようにLB 液体培地に添加し、28℃でOD650=0.7になるまで培養し、遠心分離(5,000rpm、10分間)により集菌した。この菌体を15%グリセロール含有1mM MOPS溶液100mLに懸濁させ、遠心分離(5,000rpm、10分間)により集菌した。この操作を2回繰り返した後、15%グリセロール含有1mM MOPS溶液1mLに懸濁させ、変異株作成用の細胞(コンピテントセル)とした。
【0042】
コンピテントセル40μLにEZ−Tn5TM <KAN−2>Tnp TransposomeTM Kits (EPICENTRE) 1μLを添加し、2.5kV、25μF、800Ω、2mm Gapでエレクトロポレーションし、28℃で2時間振盪した。溶液を10μg/mlとなるようにカナマイシンを添加したLB寒天培地に塗布し、28℃で数日間培養し、カナマイシン耐性遺伝子が挿入された変異株を得た。
【0043】
0.05%グルコース+0.025%(+)−カテキン含有MM寒天培地(硫酸アンモニウム10g、リン酸水素二カリウム0.5g、リン酸二水素カリウム0.5g、硫酸マグネシウム七水和物0.5g、硫酸鉄七水和物0.005g、塩酸チアミン0.4mg、リボフラビン0.2mg、ピリドキシン塩酸塩0.4mg、ニコチン酸0.4mg、葉酸0.01mg、パントテン酸カルシウム0.4mg、ビオチン0.002mg、イノシトール2mg、アミノベンゾイック酸0.2mg、寒天15g/1L:pH7.0)に変異株を植菌したものを2枚用意した。
【0044】
1枚は28℃で数日間培養し、1%FeCl−K[Fe(CN)]を加え、2分間遮光した後に液を捨て、ハロー形成を確認した。もう1枚は0.15%グルコース+0.0125%(+)−カテキン含有MM液体培地(MM寒天培地から寒天を抜いたもの)を分注した24穴マイクロプレートに植菌し、28℃で24時間培養した後、色の変化を確認した。これにより、カテキンの代謝活性に変化があった株をカテキン代謝変異株として選択し、高速液体クロマトグラフィー分析を用いた検討で物質TMR−1に由来する未知ピークが検出された変異株HE−46を分離した。
【0045】
実施例3:物質TMR−1の製造
HE−46株をLB液体培地に接種し、28℃で24時間培養した。この培養液を0.025%(+)−カテキン含有LB液体培地に植え継ぎし、28℃で培養した。10mMリン酸カリウム緩衝液(pH7.0)を用いて洗浄した後、OD600=5となるように調整し、(+)−カテキンを終濃度3mg/mLとなるように加え、28℃で数時間反応させた。遠心分離(7,000rpm、10分間、4℃)して得られた上清をODSカラムを用いて分取し、TMR−1を得た。物質TMR−1の物理化学的性状を下記に示す。
(1)分子式:C1012
(2)ESIマススペクトル(m/z):211[M−H]
(3)H NMRスペクトル(400MHz,MeOD)図1に示す
(4)13C NMRスペクトル(100MHz,MeOD)図2に示す
【0046】
実施例4:物質TMR−1の抗酸化活性
0.2mM TMR−1溶液及び比較として0.2mM(+)−カテキン溶液を調製し、分析試料とした。400μM 1,1−diphenyl−2−picrylhydrazyl、200mM 2−morpholinoethanesulphonic acid buffer(pH6.0)、100%EtOHを等量混合した溶液0.9mLを試験管に分注した。イオン交換水(300−a)μLを加え、その後分析試料aμL(a=0、3、6、15、30、60、120、180μL)を加え、ボルテックスで混合した。添加20分後に520nmの吸光度を測定し、ラジカル消去能をみた。
その結果、TMR−1は(+)−カテキンよりも強い抗酸化能を有することが分かった(図3)。なお、(+)−カテキン以外のカテキン類においても、上記と同様の効果を確認した。
【0047】
実施例5:緑茶飲料
水900mLを60℃まで加熱し、これに緑茶葉30gを加え6分間抽出した。これを30メッシュのストレーナーで茶殻を除去し、30℃以下まで冷却した後、濾紙濾過(工業用濾紙No.26:ADVANTEC社製、捕集粒子径=3μm)により清澄化を行い、抽出液760mLを得た。この緑茶抽出液を飲用濃度(カテキン濃度60mg%)となるようにイオン交換水で稀釈し、L−アスコルビン酸を0.03重量%となるように添加した後、重曹でpH6.1〜6.3の範囲に調整し、調合液とした。この調合液に物質TMR−1を0.1重量%添加してよく攪拌した。これらを80℃以上の温度条件下でホットパック充填を行い、その後、レトルト殺菌にて、121℃、10分間(F=10以上)の殺菌を行った。これらを室温に冷却後、緑茶飲料を得た。本品は、抗酸化作用を有する飲用しやすい緑茶飲料であった。
【0048】
実施例6:錠剤
乳糖77g、物質TMR−1 25g、アスパルテーム0.5g、シュガーエステル0.7g、1/5濃縮レモン果汁2g、ビタミンC5g、ビタミンE粉末0.2g、β―カロテン粉末0.2g及び粉末レモンフレーバー1gを均一に混合後、1錠500mg、直径10mm、錠剤の厚さ3.2mmに打錠した。本品は、抗酸化作用を有する飲み易い錠剤であった。
【0049】
実施例7:化粧用クリーム
スクワラン23g、ステアリン酸5g、ベヘニルアルコール0.8g、モノステアリン酸ポリエチレングリコール2g、自己乳化型モノステアリン酸グリセリン2.5g、酸化チタン2.5g及びパラオキシ安息香酸メチル0.05gを加熱溶解後80℃とし、これにアラントイン0.1g、1,3−ブチレングリコール2g、パラオキシ安息香酸メチル0.15g、物質TMR−1 1g及び精製水を加熱溶解して80℃としたものを加え、混合乳化した。よく攪拌しながら30℃まで冷却後、容器に充填し製品とした。本品は、抗酸化作用を有する化粧用クリームであった。
【産業上の利用可能性】
【0050】
本発明のTMRは、上記のとおり、抗酸化剤に利用することができる。また、バークホルデリア属に属するMT−07株及び/またはその変異株は、カテキン類以外のポリフェノール類であっても反応させることによって従来よりも優れた抗酸化能などの機能性を有する物質を得られる可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【0051】
【図1】TMR−1のH NMRスペクトルを示すグラフである。
【図2】TMR−1の13C NMRスペクトルを示すグラフである。
【図3】実施例における、TMR−1の抗酸化活性を示すグラフである。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記の一般式(1)で表される新規物質TMR。
【化1】

(式中のRは水素原子又は水酸基を表す。)

【請求項2】
請求項1記載の式(1)で表される物質TMRを有効成分とする抗酸化剤。

【請求項3】
請求項1記載の式(1)で表される物質TMRの製造方法であって、バークホルデリア(Burkholderia)属に属する物質TMR生産菌をカテキン類と反応させて物質TMRを生成させ、これを採取する、物質TMRの製造方法。

【請求項4】
請求項1記載の式(1)で表される物質TMRを生産することができる、バークホルデリア(Burkholderia)属に属するMT−07株及び/またはその変異株であるHE−46株。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2007−254399(P2007−254399A)
【公開日】平成19年10月4日(2007.10.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−81893(P2006−81893)
【出願日】平成18年3月24日(2006.3.24)
【新規性喪失の例外の表示】特許法第30条第1項適用申請有り 社団法人日本農芸化学会2006年度(平成18年度)大会講演要旨集
【出願人】(303044712)三井農林株式会社 (72)
【Fターム(参考)】