フェノール酸は、全粒穀物に存在する重要な植物化学物質です。それらは抗酸化保護機能のような生理活性特性を有する。この研究は、HPLC同定、総フェノール含有量推定、および穀物および豆類中のフェノール酸の抗酸化能の測定のための一般化された方法に関する報告を目的としていた。
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フェノール酸は、全粒穀物に存在する重要な植物化学物質です。それらは抗酸化保護機能のような生理活性特性を有する。この研究は、HPLC同定、総フェノール含有量推定、および穀物および豆類中のフェノール酸の抗酸化能の測定のための一般化された方法に関する報告を目的としていた。
フェノール酸は、フェノール基とカルボキシル基の両方を持つ有機化合物の一種です。それらは穀物に見られ、穀物のふすままたは豆類の種皮に集中します。彼らは、近年、それらの潜在的な抗酸化保護健康機能について、多くの研究の関心を集めている抗酸化特性を持っています。この研究は、全粒穀物から遊離可溶性フェノール酸を抽出し、それらの抗酸化能力を分析するための一般化された方法を提示する。2つの穀物(小麦および黄色トウモロコシ)および3つの豆類(ササゲ豆、インゲン豆、および大豆)を含む5つの全粒穀物サンプルを使用した。穀物を小麦粉に粉砕し、それらの遊離可溶性フェノール酸をメタノール水溶液を用いて抽出した。次いで、化合物を高圧液体クロマトグラフ(HPLC)を用いて同定した。Folin-Ciocalteu法を使用してそれらの総フェノール含有量を決定し、それらの抗酸化能力はDPPHラジカル消去能、トロロックス等価抗酸化能(TEAC)および酸素ラジカル吸光能(ORAC)アッセイを使用して決定した。同定されたフェノール酸には、バニリック酸、カフェ酸、 p-クマル酸およびフェルラ酸が含まれていた。バニリン酸はササゲでのみ同定され、カフェ酸はインゲン豆でのみ同定された。 p-クマル酸はイエローコーン、ササゲ、大豆で同定され、フェルラ酸はすべてのサンプルで同定された。フェルラ酸は、同定された優勢なフェノール酸であった。サンプル中のフェノール酸の総濃度は、以下の順序で減少した:大豆>ササゲ豆>黄色トウモロコシ=インゲン豆>小麦。総抗酸化能力(DPPH、TEACおよびORACアッセイの値の合計)は、以下のように減少した:大豆>インゲン豆>黄色トウモロコシ=ササゲ豆>小麦。この研究は、HPLC分析ならびにDPPH、TEAC、およびORACアッセイが、全粒穀物のフェノール酸組成および抗酸化特性に関する有用な情報を提供すると結論付けた。
フェノール酸は、草食動物や真菌の感染に対する植物の防御に重要な役割を果たし、植物組織における構造的支持と完全性の維持に重要な役割を果たしているため、植物で研究されている最も重要な植物化学物質の1つです1,2。彼らは穀物のふすまと豆類の種皮に豊富にあります3.構造的には、それらは2つのグループに分けられる:ヒドロキシ安息香酸(図1)およびヒドロキシ桂皮酸(図2)。穀物および豆類における一般的なヒドロキシ安息香酸には、没食子酸、p-ヒドロキシ安息香酸、2,4-ジヒドロキシ安息香酸、プロトカテクイ酸、バニリック酸、およびシリンギン酸が含まれ、一般的なヒドロキシ桂皮酸にはカフェ酸、p-クマル酸、鉄原酸、シナピン酸3が含まれる。フェノール酸はまた、脂肪中の酸化的酸敗を引き起こすフリーラジカルを捕捉し、生理学的系においてラジカル誘発酸化ストレスを開始および伝播することができるので、抗酸化特性を有する4,5。抗酸化物質としてのこの重要な生理学的役割のために、それらは最近の研究の対象である。これは、植物性食品の成分として消費されると、抗酸化保護を発揮することができるからです。
穀物とシリアル製品は、世界中の人間と動物にとって主要な炭水化物食料源です6。穀物には、小麦、米、トウモロコシ(トウモロコシ)、大麦、トリチケール、キビ、ソルガムなどがあります。その中で、トウモロコシが最も利用されており、2019/2020年の推定世界利用量は11億3,570万トンで、続いて同じ期間に小麦が7億5,750万トンと推定されています7。シリアル食品は炭水化物の豊富な供給源であるため、消費者にとって大きなエネルギー源です。彼らはまた、いくつかのタンパク質、脂肪、繊維、ビタミンやミネラルを提供します6.それらの栄養価に加えて、穀物は植物化学的抗酸化物質、特にフェノール酸の良い供給源であり、ラジカル誘発酸化損傷から生理学的系を保護する可能性を秘めている3。マメ科植物はまた、栄養素の良い供給源であり、一般的に穀物よりもタンパク質が高いです。それらはまたビタミンとミネラルを含み、そして様々な食物の調製に使われます8。さらに、豆類は、フェノール酸、フラボノイド、アントシアニン、およびプロアントシアニジンを含む様々な植物化学的抗酸化物質の良好な供給源である9,10。穀物および豆類の異なる品種は、異なるフェノール酸組成を有し得る。したがって、フェノール系抗酸化物質に関してそれらの潜在的な健康上の利点を知るために、穀物および豆類およびそれらの品種のフェノール酸組成を研究する必要がある。
穀物およびマメ科植物の穀物中のフェノール酸の量を測定し、それらの抗酸化活性を決定するための多くのアッセイが報告されている。全粒フェノール酸の最も一般的な分析方法は、分光光度法および液体クロマトグラフィー11である。この研究の目的は、遊離可溶性フェノール酸組成を決定するための一般化された高圧液体クロマトグラフィー法、およびいくつかの全粒穀物および豆類の総フェノール含有量および抗酸化能を決定するための分光光度法を実証することであった。
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1. サンプルの種類
2. サンプル調製
フェノール組成物
4.総フェノール含有量
注:F.B. Apea-Bahら13によって記載されたFolin-Cioculteu法を用いて抽出物の総フェノール含有量を決定する。
5. 抗酸化アッセイ
注:以下の3つのアッセイを用いて穀物抽出物の抗酸化能を決定する:2,2-ジフェニル-1-ピクリルヒドラジル(DPPH)ラジカル消去能;2,2'-アジノビス(3-エチルベンゾチアゾリン-6-スルホン酸(ABTS)ラジカル消去能、トロロックス等価抗酸化能(TEAC)とも呼ばれる)、酸素ラジカル吸光度能(ORAC)とも呼ばれる。
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表2 に、穀物及びマメ科植物粒において同定されたフェノール酸類を示す。入手可能な本物の標準に基づいて、サンプル中に4つのフェノール酸が同定され、それらはバニリック酸、カフェ酸、 p-クマル酸、およびフェルラ酸である。バニリン酸はヒドロキシ安息香酸であり、他の3つはヒドロキシ桂皮酸である。バニリン酸はブラックアイササゲ豆でのみ同定され、カフェ酸はインゲン豆でのみ同定された。 p-クマル酸は、イエローコーン、ササゲ豆、および大豆で同定された。その濃度は乾燥重量ベースで7.57〜12.48μg/gの小麦粉の範囲であり、黄色いトウモロコシが最も低い値を持ち、大豆が最も高い値を持っていた。フェルラ酸は、すべてのサンプルで同定された唯一のフェノール酸であった。その濃度は、乾燥重量ベースで5.69〜41.76μg/gの小麦粉の範囲であった。サンプルの中では、フェルラ酸濃度は大豆で最も高く、小麦、イエローコーン、インゲン豆は同等の値であった(表2)。各サンプルについてすべてのフェノール酸濃度を合計すると、それらの値は次の順序で減少した:大豆>サ...
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全粒穀物は、世界中で幅広い食品用途を見つける代表的な穀物および豆類として選択されました。各穀物の品種間にはばらつきが存在するかもしれないが、この研究の焦点は、全粒穀物の遊離フェノール酸抽出および分析のための一般化された方法を実証することであった。抽出方法は、そのような実験が行われたときに環境に放出される化学物質の量を減らすために、サンプルおよび溶媒の量を大幅に減らすことによって修正された。この修飾はまた、全粒穀物のミリグラム量からのフェノール抽出を可能にする。
HPLC分析は、試料中の構成フェノール酸のクロマトグラムを生成する。フェノール酸を表す各クロマトグラフィーピークは、予め定義された波長におけるその保持時間を、本物のフェノール酸標準の保持時間と比較することによって同定することができる。紫外線(UV)検出器は、通常、UV波長範囲内のフェノール酸を識別するために使用されます。ヒドロキシ安息香酸類は通常254〜280nmの間で同定され、ヒドロキシ桂皮酸類は通常300〜330nm15の間で同定される。フォトダイオードアレイ検出器は、紫外...
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著者らは利益相反がないと宣言しています。
著者らは、アリソン・セル氏とハンナ・オドゥロ・オーベン氏の技術支援、ジャニス・ファハルド氏とミゲル・デル・ロザリオ氏によるビデオ編集のサポートに感謝しています。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 15 mL Falcon Conical 遠心分離管 | Fisher Scientific | 05-527-90 | |
| 2 mL 琥珀色ガラス ID Surestop バイアル | Thermo Scientific | C5000-2W | |
| 2 mL 琥珀色微量遠心チューブ | VWR | 20170-084 | |
| 2,2′-アゾビス(2-アミジノプロパン) 二塩酸塩 (AAPH) | Sigma-Aldrich | 440914-100G | |
| 2,2'-アジノビス(3-エチルベンゾチアゾリン-6-スルホン酸(ABTS)(C18H18N4O6S4)≥98%、 | シグマ アルドリッチ | A1888-2G | |
| 2,2-ジフェニル-1ピクリルヒドラジル (DPPH) (C<サブ>18H<サブ>12N<サブ>5O<サブ>6) | シグマ アルドリッチ | D913-2 | |
| 6-ヒドロキシ-2,5,7,8-テトラメチルクロマン-2-カルボン酸 (トロロックス) (C<サブ>14H<サブ>18O<サブ>4)、 ≥98% | Fluka Chemika | 56510 | |
| 9 mm オートサンプラー バイアル スクリュー スレッド キャップ | Thermo Scientific | 60180-670 | |
| 96 ウェル平底プレート | フィッシャー サイエンティフィック | 12565501 | |
| Agilent BioTek ELx800 マイクロプレート リーダー | フィッシャー サイエンティフィ | BT-ELX800NB | |
| アジレント バイオテック プレシジョン 2000 96/384 自動マイクロプレート ピペッティング システム | フィッシャーScientific | N/A | |
| Agilent BioTek FLx800 マイクロプレート蛍光リーダー | Fisher Scientific | N/A | |
| 分析天びん SI-114 | Denver Instrument | SI-114.1 | |
| オートサンプラー、Waters 717 Plus | Waters | WAT078900 | |
| BD 3 mL syringe Luer-Lok Tip | BD | 309657 | |
| Bransonic 超音波洗浄機、ブランソン5510 | ミリポアシグマ | Z245143 | |
| コーニングLSEボルテックスミキサー | コーニング | 6775 | |
| デュラポアフィルター(0.45 µm PVDFメンブレン) | Merck Millipore Ltd | HVLP04700 | |
| デュラポアメンブレンフィルター(0.45 µm HV) | Merck Millipore Ltd | HVHP04700 | |
| Eppendorf Research プラス、0.5-10 & マイクロ;L | エッペンドルフ | 3123000020 | |
| Eppendorf Research さらに、0.5-5 mL | Eppendorf | 3123000071 | |
| Eppendorf Research プラス、100-1000&マイクロ;L | エッペンドルフ | 3123000063 | |
| Eppendorf Research さらに、10-100 & マイクロ;L | エッペンドルフ | 3123000047 | |
| 酢酸エチル、HPLC グレード | フィッシャーケミカル | E195-4 | |
| フェルラ酸標準 | シグマ アルドリッチ | 128708-5G | |
| フルオレセイン | フィッシャー サイエンティフィ | AC119245000 | |
| フォリン &Ciocalteuフェノール試薬 | Sigma Aldrich | F9252 | |
| ギ酸、99% | Acros Organics、Janssen Pharmaceuticalaan 3a | 27048-0010 | |
| 没食子酸標準 | Sigma | G7384 | |
| 高速液体クロマトグラフ(HPLC)、Waters 2695 | Waters | 960402 | |
| メタノール、HPLCグレード | Fisher Chemical | A452-4 | |
| マイクロピペットチップ、0.5-10 & マイクロ;L | フィッシャーブランド | 21-197-2F | |
| 微量遠心分離機 Sorvall Legend Micro 21 遠心分離機 | Thermo Scientific | 75002435 | |
| マルチチャンネルマイクロピペット、Proline Plus、30-300 µL | Sartorius | 728240 | |
| フォトダイオードアレイ検出器、Waters 2996 | Waters | 720000350EN | |
| ピペットチップ、1000 µL | VWR | 83007-382 | |
| ピペットチップ、1-5 mL | VWR | 82018-840 | |
| 過硫酸カリウム(K < sub > 2< / sub>S2< / sub>O8< / sub>)、≥99.0% | シグマアルドリッチ | 216224-100G | |
| リン酸二塩基性カリウム無水(K < sub>2< / sub>HPO4< / sub>) | フィッシャーサイエンティフィック | P288-500 | |
| カリウム一塩基性(KH < sub > 2< / sub >PO 4< / sub>) | フィッシャーサイエンティフィック | P285-500 | |
| レックス250mLショートネックボイリングフラスコ、 丸底 | Corning | 4321-250 | |
| 逆相 C18 分析カラム (100 x 3 mm) Accucore aQ | Thermo Scientific | 17326-103030 | |
| ロトエバポレーター、IKA RV 10 | IKA | ||
| 炭酸ナトリウム(NaCO3)無水 | フィッシャーケミカル | S263-1 | |
| 塩化ナトリウム(NaCl) | Mallinckrodt AR® | 7581 | |
| リン酸ナトリウム二塩基性無水(Na2HPO4) | Fisher Scientific | BP332-500 | |
| ナトリウム一塩基性無水(NaH2PO4) | Fisherバイオ試薬 | BP329-500 | |
| 標準化ピペットチップ0-200µL | フィッシャーブランド | 02-681-134 | |
| シリンジ駆動フィルターユニット (0.22 µm) | Millex®-GV | SLGVR04NL | |
| ターゲットマイクロサートバイアルインサート (400 & micro;L) | Thermo Scientific | C4011-631 | |
| 超純水(ポンプ付きダイレクトQ-3 UVシステム) | ミリポア | ZRQSVP030 |
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