Tsuneaki Imamura

Dissociation during dialysis of casein aggregates cross-linked by colloidal calcium phosphate in bovine casein micelles

Casein micelles separated by ultracentrifugation of raw skim milk were dispersed at a casein concentration of 2·5% in simulated milk ultrafiltrate and dialysed against 10 mM-imidazole buffer (pH 7·0) at 5 °C. The amounts of colloidal Ca and inorganic P decreased from 77 to 11 mg and from 31 to 2 mg respectively in 100 ml during 72 h of dialysis. Micellar casein content was reduced to 43 and 11% after 48 and 72 h of dialysis respectively. In high-performance gel chromatography of casein micelles in the presence of 6 M-urea, fraction 1, consisting of the casein aggregates cross-linked by colloidal Ca phosphate (CCP) decreased during dialysis and the retention time of the peak of fraction 1 was prolonged, suggesting that the cross-linkage between CCP and casein molecules was disrupted. The dissociation rates of the individual casein constituents from the casein aggregates cross-linked by CCP during dialysis were in the order β-> α s1 - > α s2 -casein. The higher the ester phosphate content, the slower was the dissociation rate of the individual casein constituent. It is suggested that the strength of interaction between CCP and casein molecules depends on the ester phosphate content.

Formation, Chemical Structure, and Preparation of Zinc-Cysteine Complex

食品成分とミネラルの相互作用に関する研究の一都として、今回は亜鉛(Zn)とシステイン(CySH)の錯形成を取り上げ、その組成および化学構造も検討した。そして混合比が異なる各種のZnCl2-CySH溶液を用い、まず組成比がZn:CySH=1:2であることを明らかにした。次に配役基について検討しアルカリ性反応系で形成されるZn-CySH(1:2)錯体の化学構造は(式略)と推定した。微酸性または中性の反応系で形成されたものには(式略)の式を考えた。この他に両性イオンの形も考えたが、解離定数から考えて、その可能性はわずかであるとした。強酸性の反応系においては錯体は検出されなかった。以上の結果に基づいてZn-CySH(1:2)錯体の調製法を検討し、83%の収量で白色ゲル状の標品を得た。

Preparation of Iron (III)-Sugar Complexes

鉄-糖錯体の調製に関する従来の報文は，アルカリ条件下で加熱するものが多い。これは糖の酸解離には望ましいが，反面糖のアルカリ酸化が進行し，生成した錯体はこのアルカリ酸化生成物が配位したものかも知れない。この点を重視して従来の調製法を再検討し，次いで得られた鉄(III)-糖錯体を一部食品の鉄強化剤として使用することの可能性を検討した。 望む鉄(III)糖錯体を調製するためには，(1)鉄/糖比を1/10にして,(2)pH10以上のアルカリ条件で,(3)酸化生成物が蓄積する以前(35°Cなら3時間以内)に反応を打切るのがよい。生成した錯体は,10倍量のエタノールを添加して沈澱させ,傾斜法で分別後減圧乾燥して保存した。 この標品の吸収性を，ウシガエルの腸管並びにセロハン膜の透過性によって調べたが,クエン酸鉄,乳酸鉄などより低かった。この理由は，鉄(III)-糖錯体が重合し,かなり高分子のポリマーとして存在するためであろうと考えた。

Extracellular and Intracellular Exopectate Lyases of Erwinia carotovora subsp. carotovora

E.carotovoraは代表的な軟腐病菌であり,強力なエンドペクチナーゼを生産することで知られている。本研究で用いたW2株もE.carotovoraに属することがわかっている。しかしW2株は通常株と異なり,エンド酵素をつくらず,エキソペクテートリアーゼ(exo-PAL)のみを生産するので理想的なexo-PAL給源である。前報ではexo-PALを菌体外酵素として分離したが,最近,この酵素が菌体内にも多量に生産されることを知った。両酵素がかなりな純度にまで精製されたので,ここでは精製法と2,3の性質について報告した。なお,両酵素はセルロースイオン交換体で処理すると,それぞれ二つの画分に分かれたので,仮に菌体外酵素を1-A,1-B,菌体内酵素を2-A,2-Bと呼ぶことにした。ただし1-Aについては量的にわずかであったので検討しなかった。各酵素の回収率は1-B21.6%,2-A21.4%及び2-B14.0%であった。 3種類の酵素の性質は調査範囲内では非常によく一致した。すなわち,(1) 最適pHは9付近である。(2) Na+(15mM)で強く活性化される。Mn2+とCo2+はNa+の有無にかかわらず弱い促進効果を示すが,Ca2+はNa+無添加でのみ弱い促進効果を示す。(3) Cu2+,Hg2+,Sr2+,Mg2+及びBa2+は程度は異なるが,いずれも阻害作用を示す。(4) EDTA(1mM)の添加で完全に失活する。 以上の結果は菌体外酵素と菌体内酵素が同一酵素であることを示しているものと思われる。なお酵素給源としては,菌体内酵素の方が精製も容易であり,総回収率も高いので有利である。

Formation of a Copper-Sorbitol Complex in Copper Sulfate-Sorbitol Systems

食品のミネラルに関する一連の研究の一部として,今回は銅－ソルビット錯体について研究した結果を報告する。すなわち,CuSO4－ソルビット反応系における銅－ソルビット錯体の生成を,分光光度法と電位差滴定法で確認した。そして,この錯形成に対する,反応系の銅/ソルビット比およびPHの影響を調べ,pH12以上の強アルカリ条件下で銅3:ソルビット1の組成比を持つ錯体ができることを確かめた。さらに,この錯形成によって,アルカリ溶液中での銅イオン加水分解重合を阻止すること,およびソルビット1モルは銅3モル比までこの効果を示すことがわかった。 これらの実験結果に基づいて,銅に結合するソルビットの配位基について若干の考察を加えた。

Preparation of Copper (II)-Glycine Complex

人工乳のミネラルに関する基礎的研究に必要な研究材料となる種々の金属-アミノ酸錯体を調製してきたが,今回は,銅(II)-グリシン錯体の調製を試みたのでその結果を報告した。 銅(II)-グリシン錯体についてはこれまでに,さまざまな視点から多くの研究が行なわれている。本報では,銅(II)-グリシン錯体標品を得るためにまず銅(II)-グリシン錯体の生成条件について検討し,中性からアルカリ性域にかけて生成する銅(II)-グリシン錯体は〔Cu(II)-Gly2〕の形で存在することを分光光学的に確かめた。この他,温度,反応時間, 銅(II)/グリシン比などについても検討し,それらの結果をもとに,錯体の調製法を決めた。そしてこの方法で得られた標品は,銅(II):グリシン＝1:2の組成比をもつ銅(II)-グリシン錯体であることを確認した。

Effects of Cold-storage on the Changes in the Casein Complex in Sterilized Skim Milk

1) 130℃で瞬間加熱することにより,滅菌脱脂乳を調製した。試科Iは30℃で,試料IIは5℃で貯蔵した。1月毎に10月間,相対粘度,不安定化カゼイン量,可溶性カゼイン量,非蛋白態窒素量および超遠心上澄液中のカルシウムと無機リン量を調べた。 2) 試料IIの相対粘度は貯蔵中著しく増加したが,試料Iの粘度増加は小さかった。 3) 試料Iでは貯蔵5月後に,試料IIでは貯蔵8月後にホエーの分離が認められた。 4) 貯蔵中の非蛋白態窒素の増加は,試料Iより試料IIの方が少なかった。 5) 超遠心上澄液中のカルシウム量は,試料Iでは貯蔵中減少したが,試料IIではほとんど減少しなかった。 6) これらの結果から,低温貯蔵により起きるカゼイン複化合物の不安定化と室温貯蔵の場合のそれとでは,その機構が異なるものと推察された。

Inhibitory Effect of Ascorbic Acid on the Hydrolytic Polymerization of Iron and a Consideration of the Effect in the Intestinal Absorption of Iron

著者らはこれまで,鉄－糖錯体の調製について報告してきた。その目的は新しい鉄強化剤の開発にあるが,得られた標品の腸管壁透過性は,諸外国の報文に反して,予想外に悪かった。この原因は,鉄の加水分解重合による高分子量多核錯体の形成にあると考え,若干の糖および糖誘導体によるポリマー化阻止を調べた。その結果,アスコルビン酸(AsA)が著しい阻止効果をもつことを確かめ,このことが鉄の腸管吸収に与える影響について考察した。 鉄は希薄(10^-2～10^-4M)なFeCl3溶液として用い,吸収スペクトルの変化によってポリマー生成の定性的な確認をし,全鉄量とイオン性鉄量の測定値の差からポリマー化程度を調べた。このとき必要な鉄の定量は,o-フェナンスロリン法で行なった。 本研究に用いたFeCl3を含めて,第一鉄塩がアルカリ性溶液中で加水分解重合し易いことはよく知られているが,われわれの実験結果は,酸性条件でもかなり速かにポリマー化することを示した(Fig.2)。このポリマー化は,等モル比のAsAを加えることによりほぼ完全に,ソルビットによって1/3程度に阻止されたが,グルコースとフルクトースにこの効果はなかった(Fig.3)。AsAは鉄と錯体を形成するが(Fig.4),沪紙紙電気泳動の結果から,このものは,溶液のpHによって正もしくは負に荷電していることが分った(Fig.5)。この表面荷電に関する考察に付随して,多核鉄ポリマーの鉄にAsAが配位して表面錯体を形成している構造を推察した。 以上の結果,すなわち鉄ポリマーの低分子量化と荷電が,鉄の腸管腸収に良い影響を与えると考えた。

Zinc- Complexes of Histidine and the Related Compounds in Aqueous Solution

食品やその原料となる生物体には各種の金属元素とともに,多くの酸素－および窒素－配位子が含まれる。そこで金属元素の挙動を知るためには,これら金属－配位子の錯体形成に関する知識が必要となる。本報では,pHの異なる各種溶液中で生成するZn-HisおよびZn-含Hisジペプチド錯体について,電位差滴定曲線に基づいて考察した。考察の中心は,Zn錯体形成に関与する配位基と溶液のpHの関係であって,遊離Hisならびにペプチドの構成単位となったHis残基に分けて検討した。 まず,pH6以上の中性およびアルカリ性溶液中ではイミダゾール-NHとα-NH2が配位することを推測し,Fig.2の式IIIを示した。またHistaおよびHisMeと比較することによって,α-COOH基の影響もあり得ると考え,式VIIを示した。 次に,全く側鎖をもたないGlyとHisから成るジペプチドすなわちHisGlyおよびGlyHisを比較し,さらにGlyGlyと比べることによって,イミダゾール核がZn錯体を安定化させ,Zn(OH)2の沈澱形成をかなり抑制することについて考察を加えた。 この種の報文は少なく,とくにHisを含むペプチドとZnの錯体生成に関する報文は始めてのものである。

Purification of Iron (III)-Lactose Complex by Gel-Chromatography

前報に述べた鉄－糖錯体の調製法では,溶液中に生成した錯体をEt-OHで沈でんさせ,遠心分離する方法をとった。この方法では未反応の遊離糖もEt-OHで沈でんするため,調製した標品にかなりの量の遊離糖が混入していることが予想できる。そこで,鉄(III)－糖錯体と遊離糖を分別するためにSephadexによるゲル濾過を試みた。 溶離液のpHや種類によっては,ゲル濾過中に鉄(III)－糖錯体が分解することが分った。この点を中心に種々検討した結果,bicarbonate buffer (pH9.5,μ=0.1)を用い,はじめにSephadex G-15,そのV0フラクションについてG-50でゲル濾過することにより,Fe/糖=1の組成比をもった鉄(III)－乳糖錯体を純粋に得ることができた。しかしこの錯体はモノマーではなく,分子ふるい効果から推定してM.W.=5,000～10,000のポリマーであった。この分子量は,Fe(III)－アコイオンがアルカリ性溶液中で形成するポリマーの分子量に比べて著しく小さい。 以上の実験結果に基づいて化学構造を考察した結果,SPIROらのcoating説をとった。そして糖がFe(III)に配位することによってFe(III)－アコイオンの重合を抑制すると考え,Fe(III)の腸管吸収,とくに受動輸送に対する寄与を考察した。