JPH0269431A - ジヒドロキシテトラヒドロクルクミン及びその用途 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、熱帯産のショウガ科植物であるウコン（Ｃｕ
ｒｃｕｍａ　ｌｏｎｇａ）由来のクルクミノイド類含有
混合物を原料として、還元されたクルクミノイド類を製
造する方法に関するものである。

クルクミノイド類は、従来より香辛料やカレー粉、漬物
等の黄色色素として広く用いられているジケトンである
クルクミンを主体とする化合物群であるが、これを還元
して得られる還元クルクミノイド類は、新規物質である
ばかりでなく、強力な抗酸化活性を有し、しかもクルク
ミンが本来有する黄色々調を著しく低減せしめたという
特徴を有するものである。

したがって１本発明は、天然物由来の安全なしかも着色
のよい抗酸化剤として、食品産業、医薬品産業、化粧品
産業等に広く応用できるものである。

（従来の技術） 一般に１食品は農産物、水産物、畜産物などから製造さ
れている。しかし食品原料や製品の貯蔵。

保存加工の過程において、微生物による汚染と腐敗、化
学的、物理的な作用により食品原料や製品は劣化し、そ
の商品価値を低下させる。このため種々な食品添加物が
開発されるとともに、温度処理、脱酸素処理、真空包装
、低温保存、放射線処理などの方法が開発され実用化さ
れている。

こうした食品素材や製品の劣化の中でも、最も問題とな
るものは、空気中の酸素による食品成分の酸化ないしは
過酸化反応である。酸素は呼吸による生物の生命維持に
重要であるが、一方、非常に反応性に富む化合物である
ため、食品中の種々な成分と反応し、これを酸化、ない
しは過酸化し。

商品としての価値を低下させるだけではなく、食品中に
有害物質の生成をもたらすことが知られている。例えば
、食品中に含まれるリノール酸、リルン酸などの栄養学
的に必須な不飽和脂肪酸は。

空気中の酸素により容易に過酸化されて過酸化膿肪酸や
、反応性ラジカル（フリーラジカル）を生成すると共に
、マロンジアルデヒドなどの発がん性物質を生成するこ
とが報告されている。また脂質中の不飽和脂肪酸分子が
過酸化されて生成する過酸化脂質は、化学反応により、
生体中の蛋白や核酸を変質させるため、生体に発がん作
用などの影響を与えることも報告されている。（「変異
原と毒性」第５巻、２４３頁（１９８２年）、「食品の
包装」第１７巻、１０６頁（１９８６年））。

このような脂質の過酸化を防止するためには、脱酸素剤
で包装中の酸素を除去したり、真空包装や窒素ガス置換
包装などの包装技術が用いられている。いっぽう化学工
業の発展を背景として、合成抗酸化剤、たとえばブチル
ヒドロキシアニソール（８１−ＩＡ）や、ブチルヒドロ
キシトルエン（ＢＩＴ）などが一般的に使用されてきた
。ところが、こうした合成抗酸化剤の使用が増えるにつ
れて、食品公害が増加して、安全性の面から大きな問題
が生じ、消費者の合成抗酸化剤に対する拒否反応が強く
なり、その使用量も低下しているのが現状である。

いっぽう、上記したように、酸素の毒作用により動物生
体内に生成する過酸化物や発がん物質などは、動物の細
胞に悪い影響を与えることが考えられており、こうした
酸素による生体成分の過酸化は、細胞の老化、ひいては
、寿命に関係するものと考えられている（フリーラジカ
ル老化説）、シたがって、安全性の高い、天然由来の抗
酸化性物質は、生体内における抗酸化的な生体の防御機
構を支援する物質として１食品、特に健康食品や栄養食
品のほか、医薬品や化粧品の技術分野において、非常に
期待されている。

しかしながら、食品公害上問題のある合成抗酸化剤に代
って、その使用が期待されている天然の抗酸化剤は、化
学合成法によるビタミンＣおよび天然物から抽出ＩＷ製
されているビタミンＥ（トコフェロール）が実用されて
いるにすぎない。

こうした天然由来の抗酸化剤を食品や医薬品。

化粧品などに適宜使用するためには、性質の異なった天
然抗酸化剤を見い出し、それぞれの特徴を発揮する条件
で活用することが重要である。

植物由来の香辛料には、抗酸化活性をもった種々な化合
物が含まれており、香辛料は食品保存作用をもつものと
しても食品に添加されてきた。

（食品の包装、第１９巻１号９７頁１９８７年）、シか
しながら香辛料には２強い香や色を示すものが多く、こ
うした性質は、抗酸化剤等として食品に添加するには、
自づから使用範囲が制限されていた０例えば、古くから
食品に用いられてきた。うこん中に含まれるクルクミン
は、抗酸化作用を持ち、うこんから生産される香辛料の
主成分として１食品の保存、安定化に活用されてきた。

すなわち、クルクミンは、その分子中にビタミンＥのも
つフェノール性水酸基およびユーカリの葉のリーフワッ
クスから見い出された新してタイプの抗酸化性物質であ
るベータージケトン構造（ジャーナル・オブ・アグリカ
ルチュラル・アンド・フッド・ケミストリー第３３巻７
）７頁１９８５年）を併せて持っているために強い抗酸
化活性を示すことが知られている。

一方、クルクミンは、上記した抗酸化性のほかに強い黄
色を示す色素であることは既知であって（ファイトケミ
ストリー、第２７巻、第４号、９６９頁、１９８８年）
、食品添加色素として使用されており。

カレー粉原料や沢庵の着色に使用されている。

本発明は、こうした天然由来の古くから香辛料やカレー
粉、食用の黄色色素として、食品に使用されているクル
クミン及びその類縁体（クルクミノイド類）を原料とし
、これを通常の還元操作によって、抗酸化活性の強い、
還元型クルクミノイド類の混合物を生産するものであり
、合成抗酸化剤に代る、天然由来物質に関連した抗酸化
剤を提供するものであるが、このようなことは、クルク
ミン単体についてはもろんのこと、タルクミノイド類の
混合体については、全く知られておらず、新規である。

（発明が解決しようとする問題点） 現在使用されている、各種の合成抗酸化剤や、天然由来
の抗酸化性物質である。ビタミンＣやビタミンＥに代る
、強い抗酸化作用をもつ天然由来の物質を改良し、安全
性の高い抗酸化性物質を供給することにより１食品、医
薬品、化粧品への応用を可能にぜんとするものである。

特に抗酸化剤として既知のクルクミンは１強い黄色の色
調を有するために、これを食品等に適用すると黄色に着
色してしまう、したがって着色を嫌う食品等には、いく
ら抗酸化性が強くてもクルクミンを使用することができ
ず、汎用性に著しく欠けるという欠点は不可避である。

このように、二種類の性質を持つ物質は、同時に両方の
性質を活用する場合には好都合であるが、種々な特性が
要求される食品においては、用途が制限される場合が非
常に多いのが現状である。

そして、抗酸化剤においても７強い抗酸化活性を示すと
同時に着色能を有しない汎用性の高い安全なしかも安価
な抗酸化剤は現在のところ開発されていないのである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、これらの問題点を一挙に解決するためになさ
れたものであって、特に最近クローズアップされている
公害防止、安全性の確保の面から、天然由来の物質であ
り、古くから食品に用いられてきた安全性の高いものを
改良し、天然由来物質の持っている有用な特性を活用す
ることは１合成化学物質を使用することよりも、産業的
に有用であるとの考えにたってなされたものである。

そこで、各方面から検討の結果、自然界の植物から生産
され、古くから食品や医薬品に用いられてきた。うこん
（Ｃｕｒｃｕｍａ属）の主成分の黄色な色素であり且つ
抗酸化性をもつクルクミンに着目し。

これを化学的に修飾すれば目的とする新規な抗酸化剤が
得られるのではないかとの１想を得た。

そして広く各種の化学的修飾を試みた結果、クルクミン
を水素添加したところ、この反応が効率よく定量的に行
えること、そして得られた化合物（テトラヒドロクルク
ミン）が新規物質であってクルクミンよりもすぐれた抗
酸化性を有するのみでなく黄色が退色していること、を
発見した。

しかも、この有用な新知見は、ウコンの根茎に含まれて
いるクルクミン類縁体（タルクミノイド類）全体にも適
用できること、つまり各成分に分離することなく混合物
全体にも適用できること、をも併せて発明した。

本発明は、この新規にして卓越した知見を基礎として更
に研究の結果完成されたものである。

（式中、Ｒ１，Ｒ２は、同−又は異なって水素原子、ヒ
ドロキシル基、又はアルコキシル基を表わす）このよう
に、クルクミノイドを水素還元して、新たに本発明によ
って得取したテトラヒドロクルクミノイドは、分子中に
二重結合が存在しないために、黄色の色調が脱色される
ことが見い出されたのである。この特性は、クルクミノ
イドの強い黄色の色調によって、その用途が限定されて
いた欠点を、まさに解決したものであり、産業的には。

食品添加物や化粧品添加物などへの応用が拡大される画
期的なものである。

さらに驚くべきことに、分子中に二重結合を持たない還
元型のクルクミノイドは、二重結合を持つタルクミノイ
ドに比較して、抗酸化活性が著しく増加する現象が見い
出されたのである。これは分子中の共役二重結合により
抗酸化作用が抑制されていた為と考えられる。

クルクミンは、抗酸化活性をもった黄色な色素であるこ
とは既に知られているが（ファイトケミストリー第２７
巻、第４号９６９頁１９８８年）、本発明によって生産
されるテトラヒドロクルクミンは、全く新しい化合物で
ある。またテトラヒドロクルクミンのもつ１強い抗酸化
活性および、黄色な色調が脱色されるごとき特性は、本
発明をもって最初である。

このように本発明では、うこんの根から簡単に抽出され
るタルクミノイド類の混合物を、それぞれの成分に単品
化することなしに、水素還元し、脱色され、かつ抗酸化
活性が増強された。還元型のタルクミノイドの混合物を
得ることを特徴とするものである。

タルクミノイド類は、ウコンの根茎類に含まれており、
有機溶媒抽出によって比較的豊富に得ることができる。

例えば、うこんの根を、石油エーテルで脱脂したのち、
ベンゼンで抽出、濃縮乾固して得られるオレンジ色の粉
末には、クルクミン（１）が約半量、物質（２）　（３
）がそれぞれ２０〜２５％、（４）が５〜１０％含まれ
ていた（構造式■）。

Ｒ１＝Ｒ２＝−ＯＣＨ３（１） Ｒ１＝Ｈ，Ｒ，＝−ＯＣＨ，（２） Ｒ工＝Ｒ，＝Ｈ（３） Ｒ，：Ｒ，＝ＯＨ（４） 本発明に用いられる抗酸化活性の分析法は、抗酸化性物
質の研究に通常用いられている、リノール酸の自動酸化
反応系による化学分析法（アグリカルチュラル・アンド
・バイオロジカル・ケミストリー、第４５巻、７３５頁
、１９８１年）のほかに、生体系に近い分析法として常
用されているウサギ赤血球膜脂質の過酸化反応やラット
肝臓ミクロゾーム酵素系を用いる分析法（アンチミュー
タゲネシス・アンド・アンチカルシノーゲネシス・メカ
ニズム。

プレナム・パブリッシング・コーポレーション、１３１
頁１９８６年）を用いたが、いづれの分析法においても
、本発明に用いられる還元型のタルクミノイド類は１強
い抗酸化活性を示した。

つぎに、うこんの根を原料とした還元型のタルクミノイ
ド類の取得法について述べる。

うこんの乾燥した根の粉末を１石油エーテルで抽出して
脱脂したのち、ベンゼン等の有機溶媒で更に抽出する。

かくして黄色の抽出液が得られるがこれを減圧濃縮乾固
すれば、オレンジ色の粉末となる。この中には、クルク
ミンとその類縁体が含まれているので本発明ではタルク
ミノイド類と呼び、その構造式は前に示した通りである
。これをアセトン、メタノール、エタノールなどの有機
溶媒に溶かし１食品添加物やマーガリン、ショートニン
グ用の硬化油を生産するときに通常用いられている、活
性化されたラネーニッケル触媒などの水素添加触媒を用
い、水素ガスによってタルクミノイド類の分子中の二重
結合を還元することが出来る。溶媒はアセトンなどの他
に、タルクミノイド類が溶解するものであればいづれで
もよい。

また水素添加触媒は、還元ニッケルの他に、マンガン系
触媒、銅系触媒、亜鉛系触媒などの１食用硬化油の生産
に用いられるものであれば、いづれでもよい。また水素
による還元反応の条件は、硬化油の生産に準じて行なう
ことが可能である（食品油脂とその加工、７４頁建帛社
、　１９８１年）。

還元反応によって得られた、還元型のタルクミノイド類
の回収は容易である。還元反応は、はとんど定景的に進
行するから、原料のタルクミノイド類の全量が還元型の
タルクミノイド類に変化する。したがって、反応液から
触媒を除去したのち。

これを濃縮乾固することによって、粗製物を得取するこ
とが可能である。また精製する方法には、通常用いられ
ているシリカゲルクロマトグラフ法によって、タルクミ
ノイド類として純品化することができるし、必要であれ
ば更に各単品に分離することもできる。

次に還元反応によって得た還元型のタルクミノイド類の
確認について述べる。クルクミンの純品を用いてラネー
ニッケル触媒によって水素還元して得た。テトラヒドロ
クルクミンの確認は、通常。

化学物質の構造解析に用いられている、マススペクトル
法、プロトンＮＭＲ法などによって行った。

第１図はシリカゲル・クロマトグラフィーによる展開図
である。またマススペクトル法によるチャート図を第２
図に示す。これより分子量は３７２であることがわかる
。プロトンＮＭＲのチャートを第３図に示す。これより
クルクミンの二重結合が還元されていることが解析され
る。かくして、テトラヒドロクルクミンの構造は下記の
構造式（ＩＩ）においてＲ１＝　Ｒ２＝−ＱＣ）ｌ、と
決められた。

〔構造式■〕

同様な解析法によって、クルクミン類縁物の還元体につ
いても化学構造が解析され、それぞれＲ１＝１．Ｒ２＝
ＯＣＨ，の化合物、Ｒ，＝Ｒ，＝Ｈの化合物、およびＲ
１＝Ｒ，＝ＱＨの化合物と決められた。

次にかくして得られた還元型のタルクミノイド類の抗酸
化活性について述べる。

第４図には、リノール酸の空中酸素による自然酸化の抑
制度を追跡するチオバルビッール酸法による。還元型の
タルクミノイド類の抗酸化活性を示した。コントロール
は抗酸化性物質が添加されていないため、チオバルビッ
ール酸の発色度が上昇する。これはリノール酸の自動酸
化を示すものである。α−トコフェロールに比較して強
い抗酸化活性が、還元型のタルクミノイド類に認められ
ている。

本発明に係る抗酸化剤は、天然物由来のタルクミノイド
類を化学修飾したものであるので毒性は認められない程
度に低く極めて安全である。この抗酸化剤は、そのまま
、又は溶剤にとかして、又は油脂や精油等にとかして１
食品、化粧品に添加使用すればよいし、場合によっては
食品、化粧品等にタルクミノイド類ないしはウコンの抽
出物を添加した後に水素添加を行って１食品や化粧品内
で直接抗酸化剤とする二ともできる。

しかも本発明に係る抗酸化剤は、タルクミノイド類の各
成分を単離することなく混合物のまま還元して得るもの
であるので、複雑且つ高コストの分離工程を実施する必
要がないためその製造が安価に且つ短時間に行うことが
できるし、そのうえ各種の抗酸化剤が混在しているため
広範な抗酸化性も付与される。

以下に実施例および試験例をもって本発明を説明するが
、これらは例示であって、本発明を制限するものではな
い。

実施例１ うこんの根の乾燥粉末１ｋｇを２Ｑの石油エーテルに浸
漬し、間けつ的に撹拌しつつ、−昼夜抽出した。これを
濾別して脱脂粉末とした。ついでベンゼンの２Ｑを加え
て、同様な操作によって抽出を行った。濾過法によって
黄色の抽出液を得たのち、これを減圧濃縮乾固したとこ
ろ、オレンジ色をした乾燥粉末を１３ｇ得た。このもの
を通常の分離分析に用いられる液体クロマトグラフ法で
分析したところ、構造式（１）に示したタルクミノイド
類が８．３ｇ含まれていた。

かくして得られたタルクミノイド類の１ｇを２０１川の
アセトンに溶解し、１００ｍＭ容量のガラス製の還元反
応容器に入れた。これを活性化されたラネーニッケル触
媒の５００ｍｇを加えたのち、常法によって１反応容器
中の空気を水素ガスで置換した。

水素ガスは一定の圧力になるように水素ガスを充満させ
たゴム製の風船を反応容器の上部に付設しており、反応
によって消費された水素ガスを供給できるようになって
いる。反応容器は３０℃に保持された恒温槽によって温
度を一定に維持しつつ。

撹拌し、２時間の還元反応を行った。

反応終了液からラネーニッケル触媒を濾過法によって除
去し、減圧濃縮によって蒸発乾固し、再び少量のアセト
ンに溶解した０反応終了液の黄色の色調は著しく減少し
ており、還元反応による脱色が認められた。

別に直径２３．長さ３０ａｉのガラス製のクロマトグラ
フ用カラムに、クロマトグラフィー用のシリカゲルを充
填しｎ−ヘキサンを流して、カラムを準備した。これに
反応物を含むサンプル液を添加して、シルカゲルに吸着
させたのち、ｎ−ヘキサンと酢酸エチルの混合溶媒で溶
出を行った。酢酸エチルが３０ないし６０％（容量比）
を含む混合溶媒によって、還元されたクルクミノイド類
が溶出してくるので、これを集め、減圧下で濃縮乾固し
たところ７１１１ｍｇの還元型のクルクミノイド類が得
られた。

これを、液体クロマトグラフ法によって分析したところ
、還元型のタルクミノイドの混合物であることが確認さ
れた。

試験例１゜ 実施例１で調製した還元型のタルクミノイド混合物を標
品とし、比較物質として、クルクミン。

合成抗酸化剤ＢＨＡ、および天然抗酸化剤α−トコフェ
ロールを用いて抗酸化活性を比較した。

分析に用いたチオパルツール酸法は、抗酸化活性を測定
するとき通常用いられている方法であるが簡単にその原
理を記述する。

基質として、不飽和脂肪酸であるリノール酸を用い、空
気中の酸素を酸化剤としてリノール酸の自動酸化反応に
よって生成するチオバルビッール酸反応性物質を定量す
る６リノール酸の自動酸化物はチオバルビッール酸と反
応して、赤色の色素を生成するから、これを５３２ナノ
メーターにおける吸光度を測定することによって、リノ
ール酸の自動酸化の量を測定することができる。こうし
た反応系におけるリノール酸の自動酸化の抑制程度によ
って、標品の抗酸化活性が測定される。

このような方法によって１本発明で取得した標品のもつ
抗酸化活性を第５図に示した０反応液２０■Ｑには、そ
れぞれの標品２００μｇが添加されている。

図のように還元型のタルクミノイドは、２０日間の自動
酸化反応においてもリノール酸の酸化を強く抑制した。

（発明の効果） 本発明は、天然由来であって、古くから食品などに利用
されている。うこんの根から生成されるクルクミノイド
類を改良した。新しい抗酸化性物質を提供するものであ
り、従来から生産されている合成抗酸化剤に代りうる抗
酸化剤として、安全に１食品、医学量、化粧品などの原
料として安価に使用されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、シリカゲル薄層クロマトグラムである。展開
溶媒はｎ−ヘキサンと酢酸エチルを２対３（容量比）に
混合した溶媒である。物質の検出は紫外線の吸収によっ
た１図中（１）はクルクミン。 （ＩＩ）はテトラヒドロクルクミンである。 第２図は、テトラヒドロクルクミンのマススペクトルの
チャート図である。 第３図は、テトラヒドロクルクミンのプロトンＮＭＲス
ペクトル図である。 第４図は、チオバルビッール酸法による抗酸化活性の測
定図である。 一〇−：対照区 一〇−：タルクミン区 一Δ−：α−トコフェロール区 −・−：構造式（ＩＩ）のＲ，＝Ｒ，＝−ＯＣＨ３−×
−：構造式（ＩＩ）のＲ，＝Ｈ，Ｒ，＝−ＱＣ）Ｉ。 −〇−：構造式（Ｉｆ）のＲ，＝Ｒ，＝Ｈ−〇−：構造
式〔■〕のＲ１＝Ｒ，＝ＯＨ第５図はチオバルビッール
酸法による抗酸化活性の測定図である。 一〇−：対照区 一〇−：うこん根より抽出し濃縮乾固したオレンジ色粉
末区 一Δ−：α−トコフェロール区 −・−：還元型のクルクミノイド類の混合区−ロー：Ｂ
ＨＡ区 代理人　弁理士　　戸　１）親　男 第 り１ 溶媒先聯 原点 （Ｉ） （ＩＩ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ウコンの根茎を有機溶媒で抽出し、得られた抽出物
   を水素の存在下、有機溶媒中で、金属触媒によって還元
   することを特徴とする還元されたクルクミノイド類の製
   造方法。 ２、クルクミノイド類を水素の存在下、有機溶媒中で、
   金属触媒によって還元することを特徴とする還元された
   クルクミノイド類の製造方法。 ３、還元されたクルクミノイド類を有効成分とする抗酸
   化剤。