一般財団法人材料科学技術振興財団　MSTの製品・サービス一覧

ヒラタケ科の食用きのこ類に多く含まれるアミノ酸同族体であるエルゴチオネインは、高い抗酸化能を持った天然物由来の物質として食品・医療・美容分野で注目されています。最近になって化学的合成技術も確立されましたが、引き続き天然食品資源からの高効率な分離精製技術の確立が必要とされており、収率を精度良く測定して精製レベルを評価することが求められています。

漢方薬として広く用いられる高麗人参の主成分はギンセノシド（ジンセノサイド）と呼ばれるサポニンです。 ギンセノシドは糖の付き方などで分類され、現在では約30種類が発見されています。 本事例ではギンセノシドについてLC/MS/MSにて分析した事例をご紹介します。LC/MS/MSではMRMのダブルフィルタリング効果によって6種類の類似した構造の化合物のピークを分離することができ、一斉に定性・定量分析が可能であることを確認しました。

ジオスゲニンは滋養強壮作用に加えて、アルツハイマー病の改善効果や運動機能を高める効果も近年報告されており、注目されている成分です。天然のジオスゲニンは主に配糖体として存在しており、食品の中ではヤムイモに多量に含まれています。本事例ではヤムイモの抽出物をLC/MSで定性分析を行い、複数のジオスゲニン配糖体を確認しました。また、配糖体を加水分解してアグリコン（非配糖体）に統一することで、ジオスゲニンの定量分析も可能となります。

糖脂質の一つであるグルコシルセラミド(植物セラミド)は保湿効果やアトピー性皮膚炎に対する改善効果が報告されており、美容分野において注目を集めている成分です。グルコシルセラミドは植物によって主成分の構造が異なっていますが、LC/MSを用いて定性分析することが可能です。また、グルコシルセラミドは同じ植物の由来であっても複数の分子種を有しているため、蒸発光散乱検出器（ELSD）を用いることで高精度に定量分析を行うことが可能です。

緑茶の主要成分であるカテキンには抗酸化作用・脂肪燃焼促進作用・血中コレステロール低下作用等の機能が知られており、特定保健用食品（トクホ）に指定されています。天然の緑茶には4種類のカテキン（EC、EGC、ECG、EGCG）が含まれていますが、市販のお茶には加熱殺菌工程でそれぞれが熱異性化したカテキン（C、GC、CG、GCG）も多く含まれます。本資料では、市販の緑茶をLC/MS/MSで分析し、熱異性化体を含むカテキン8種の分離・定性を行った事例を紹介します。

MSTではLC/MS/MSを用いて茶カテキンの定性・定量分析が可能です。本資料では、お茶を入れる温度・時間によるEGCGの濃度変化を観察しました（図1）。温度が高いほどEGCGの抽出効率が高く、抽出5分後までの抽出量が大きいことが分かりました。また、市販のお茶6製品に含まれる茶カテキン量を比較し、紅茶や烏龍茶よりも緑茶に多く含まれていることを確認しました（図2）。べにふうき緑茶には、花粉症などに対する高い抗アレルギー作用を持つメチル化カテキン(ECCG3"Me)が多く含まれています。

TBHQ(tert-ブチルヒドロキノン)は米国・中国などで酸化防止剤として食品に添加されている化合物です。しかし、日本ではTBHQを含む食品の輸入・販売が認められていません。そのため、輸入食品にTBHQが含まれていることがあり、国内で検出された場合は自主回収などの措置がとられます。本資料ではさまざまな食品に0.1ppmのTBHQを添加し、LC/MS/MSで測定した事例を紹介します。いずれの食品でも80%以上の回収率でTBHQを分析できました。輸入食品・原材料の安心・安全の保証にお役立てください。

エマルションは、水溶成分と脂溶成分を乳化剤の作用により分離なく混合した分散系であり、種々のエマルション技術が加工食品に広く利用されています。マヨネーズはその中でもO/W型（水中油滴型）の代表的な加工食品です。クライオFIB-SEM観察による評価を行った結果、水分・油・乳化剤などの分布を可視化することができました。拡大観察によって微細構造の評価を行うことができ、食品の滑らかさや風味などの食味評価に応用することが期待できます。

OPAポストカラム法は、アミノ酸をカラムで分離後に蛍光試薬OPAと反応させ、蛍光を検出する方法です（図1、2）。この方法ではニンヒドリン法に比べて高感度の分析が可能です。蛍光試薬OPAは一級アミンと選択的に反応するため、夾雑成分の影響を受けにくく選択性の高い分析が可能です。プロリンは二級アミノ酸ですが、反応液に次亜塩素酸ナトリウムを加えることで、一級アミンに変換して測定が可能です。 本資料ではプロリンを含めたアミノ酸17成分を一斉に測定した事例を紹介します（図3）。

本資料では、アルコール飲料中に含まれる遊離アミノ酸をOPAポストカラム法で定量分析した事例を示します。醸造酒である日本酒には、アラニン、アルギニンをはじめとした遊離アミノ酸がバランス良く豊富に含まれていることが分かりました。さらに日本酒3製品を比較したところ、遊離アミノ酸の含有量およびバランスに差が見られました。生ビールも日本酒と同じ醸造酒ですが、日本酒に比べて含有量は少ない結果でした。一方、蒸留酒であるウイスキーや泡盛にはほとんど含まれていませんでした。

近年の健康志向の増加に伴い、さまざまな健康食品が注目を集めています。その一つである杜仲茶は血圧が高めの方に適した食品であり、特定保健用食品（トクホ）に指定されています。本事例では、杜仲茶をLC/MS/MSで分析し、ゲニポシド酸、クロロゲン酸、アスペルロシド、p-クマル酸、ケルセチンの5つのポリフェノールを検出することができました。これらの成分の中で、杜仲葉配糖体の一つであるゲニポシド酸は特定保健用食品の有効成分としてのメルクマールとなっています。

エルゴチオネインは麦角から発見されたアミノ酸同族体で、強い抗酸化作用や抗光老化作用などを有しているといわれており、医療や美容分野にて日々研究開発が進められています。人間はエルゴチオネインを体内で生成することができないため、含有量の多いきのこなどから摂取しています。 8種類のきのこをLC/MS/MSで分析した結果、全てのきのこからエルゴチオネインが検出されました。含有量が高いと言われているヒラタケ科の3種類のきのこについて定量分析を行いました。

食品への異物混入事件が度々世の中を騒がせており、平成26年1月に実施された内閣府の「消費者行政の推進に関する世論調査」で最も関心が高い消費者問題は「食品の安全性」という結果となりました。 食品の安全性を担保するためにMSTでは原因調査のための精度の高い分析を行っており、食品中に一日摂取許容量以上に農薬が混入しているか否かを判別することが可能です。除草剤グリホサートを少量添加した味噌汁を分析した結果、混入成分を見落とすことなく検出することができました。

炭水化物を多く含む食品を120℃以上の高温で加熱調理した際に、発がん性を有する可能性のあるアクリルアミドが生成することが2002年に発表され（図1）、注目を集めています。農林水産省HP（※1）によると、アクリルアミドはじゃがいもを揚げたスナック、トースト、コーヒーなど数多くの食品に含まれています。 MSTでは、技能試験FAPASに参加し、zスコアの絶対値が2以下（満足）であることを確認しておりますので、LC/MS/MSを用いて食品中のアクリルアミドを精度よく定量評価することが可能です。 （※1）URL: http://www.maff.go.jp/j/syouan/seisaku/acryl_amide/

水溶性ビタミンは体への機能によって約10種類に分けられます。例えば、ビタミンB1は同じ機能を持つ複数の成分（チアミン・ヒドロキシエチルチアミンおよびその類縁体）で構成され、それらの総量で含有量が決定されます。本事例ではマルチビタミンサプリメントをLC/MS/MSにて測定し、水溶性ビタミン5種の各成分について定性分析を行いました。一斉分析を行うことで効率的に着目成分の含有の有無を確認することが可能です。その他の水溶性ビタミンについても分析可能ですのでお問い合わせください。

豚肉や卵などの食品中にはビタミンB1（チアミン、HET）およびビタミンB2（リボフラビン）が豊富に含まれています。これらは多くの場合、リン酸エステル等の誘導体として存在しています。ビタミンB1、ビタミンB2の含有量は前処理として酵素処理を行い遊離型に変えた後、蛍光検出器付HPLCで分析することにより定量できます。ビタミンB1自体に蛍光性はありませんが、ポストカラム法で赤血塩アルカリ溶液と反応させ、酸化型のチオクロームに変換することで蛍光を検出することが可能となります。

食品から異臭が発生した場合、その原因となる成分を特定することが重要です。様々なにおい成分を含んでいる食品では、微量成分が全体のにおいに対して大きく寄与している場合や、成分量のバランスによって、においが大きく異なることがあります。そのため、異臭品と正常品を比較することで候補となる成分を絞り込む必要があります。ここではGC/MSを用いて新しいオリーブオイルと古いオリーブオイルを比較し、異臭の原因となるにおい成分を分析した事例を紹介します。

液状試料の構造を観察するには、試料本来の構造を維持した状態で一連の分析をする必要があります。クライオSEMでは、試料を急速凍結して割断面を作製することで、試料構造を観察することができます。 さらにFIB加工による断面作製技術を組み合わせることで、より詳細な内部構造の情報を得ることが可能です。

食品に含まれるビタミンCは還元型のL-アスコルビン酸と酸化型のデヒドロアスコルビン酸の総量を指します。用途としては栄養強化の目的の他、酸化防止剤としても使用されます。ビタミンCをHPLCで測定する場合にはデヒドロアスコルビン酸にUV吸収がないため、酸化型に変換した後に誘導体化して測定するのが一般的です。LC/MS/MSを用いてデヒドロアスコルビン酸を定量することにより、前処理を簡略化し、かつ高感度に分析することが可能となります。

レスベラトロールは赤ワインやピーナッツの渋皮に含まれるポリフェノールの一種で、抗酸化作用や抗炎症作用があるとされています。 レスベラトロールは摂取後に胃で吸収され、速やかに代謝されることが知られています。代謝の過程でグルクロン酸抱合体や硫酸抱合体になりますが、それら代謝物をレスベラトロールに変換して定量することにより、レスベラトロールの吸収量を算出できます。

キトサンは、抗菌性や保湿性などをもつため、医療、食品、化粧品、衣料品などの幅広い分野で用いられています。日常品である綿棒には、抗菌性をもたせるためキトサンを配合したものがあります。 そこで、マッピングにより可視化が可能であり、スペクトル測定により成分評価が可能なTOF-SIMSを用いて、綿棒に含まれるキトサンの評価を行いました。

においは、人に快感を与える「匂い」や不快感を与える「臭い」など、様々な表現で日常的に使われています。においは、1種類のにおい成分として存在することは少なく、種々のにおい成分が混ざり合った状態で存在します。これら複合的なにおいを可視化するには、ガスクロマトグラフィー質量分析器(GC/MS)を用いた機器分析が有効です。本資料では、におい成分分析の流れと、悪臭を一斉に分析した事例をご紹介します。

揮発性有機化合物（VOC）は、半導体や工業製品の洗浄時に使用され、洗浄用水等に極微量で含まれる可能性があります。水中のVOCは、極微量であっても臭気の原因になることや健康被害を引き起こすことが懸念されることから、環境基準値や排水基準値が定められ、低濃度まで測定可能な手法が必要とされています。本事例では、P&T(パージ&トラップ)で濃縮した成分をGC/MSに導入することによって、水中の微量なVOC成分（サブppbレベル）を検出する事例を示します。

人がにおいとして知覚する揮発成分の濃度は非常に低い場合があり、揮発成分の分析に使用されている通常のHS（ヘッドスペース）法によるGC/MS測定では検出できない場合があります。 固相マイクロ抽出（Solid-Phase Micro Extraction : SPME）を使用することで、揮発成分を濃縮してGC/MSに導入することが可能となり、多くの微量含有成分を検出できます。 本資料では微量なエッセンシャルオイル中のにおい成分を分析した事例を示します。

PETボトルはわずかな空気（酸素）を透過するため、PETボトル内の飲料は、外部からの酸素侵入の影響を受けやすくなり、品質が劣化します。そのためにPETボトルには様々な工夫がなされており、例えば図1のように酸素吸収層をPET間に挟むことで飲料の劣化を防ぎ、おいしいさが保たれています。 本資料では、酸素吸収層がどのようなものから構成されているのかを確認するために、TOF-SIMSで分析した結果を紹介します。

ジェオスミン及び2-メチルイソボルネオール（2-MIB）は、藍藻類又は放線菌によって産生され、ダム、湖沼、河川等の表流水を水源とする水道の異臭味障害原因物質とされ、カビ臭原因物質として知られています。本事例では、水中に含まれるジェオスミン及び2-MIBを測定した結果を紹介します。 GC/MSを用いてppt（ng/L)レベルの検出が可能です。

試料濃縮針はバイアル瓶やサンプリングバッグ中の揮発性成分を吸引して、針内部を通過する揮発性成分を吸着媒体に吸着させることで濃縮し、GC/MSに導入するためのデバイスです。「有機溶媒用」や「脂肪酸用」、「アミン用」などの吸着媒体があり、着目成分によって使い分けます。揮発性成分の分析に用いられるヘッドスペース法では感度を得るために加熱して分析することが一般的ですが、試料濃縮針を用いた分析では加熱する必要は無く、常温で揮発する成分のみをGC/MS分析に供することができます。

窒素化合物を含む試料をGCで分析する際にMS（質量分析計）とNPD（窒素リン検出器）を同時測定することによりMSではピークとして現れない成分をNPDで検出し、その保持時間からMSスペクトルを取得して成分を定性することが可能です。本事例では含窒素化合物であるトリメチルアミンが微量に含まれる試料をGC/MS/NPDで測定しました。MSではベースラインに埋もれていたピークがNPDで確認されたため、同一保持時間のマススペクトルからトリメチルアミンを定性することができました。

水素水は体内の活性酸素を除去できると言われており、抗酸化作用に注目が集まっています。ただし、水に溶ける水素量はわずかであり、空気中に放置すると徐々に水素が抜けてしまうことや、水素は非常に小さい分子であるため、保存容器によっては長期間の保管ができないことが知られています。そのため、保管容器や保管方法が重要とされています。本事例では、水素水を紙コップに移したものとパウチ型の保管容器でどれだけ水素が抜けているかをGC（TCD）で確認した結果を示します。

クエン酸やリンゴ酸などの有機酸は半導体分野においてエッチング液やメッキ液の添加剤として、また食品中の酸味剤・乳化安定剤として、化学工業・医薬・食品などの分野で幅広く利用されています。 特にメッキ液中の有機酸濃度は、使用の過程でバランスが随時変化し、このバランスがメッキの品質に影響を与えることから、精度よく制御することが重要です。 ここではIC法（イオンクロマトグラフィー）を用いた有機酸分析の事例を紹介します。

XPS分析ではX線照射により得られた光電子のエネルギーを観測することにより、物質表面の結合状態評価を行います。金属元素が酸化状態にあるかどうかの評価はもちろん、酸化によるエネルギーシフト（ケミカルシフト）が大きい元素では、複数の価数の存在、及び存在割合についての評価も可能となります。以下に、複数価数評価可能な主な金属元素と酸化物を示します。

イオンクロマトグラフ法は液体試料中のイオン成分を検出する手法です。 また、固体（部材）表目に付着しているこれらの成分は、純水に浸して抽出することで測定します。 MSTでは液体試料に含まれるイオンや有機酸の定性・定量分析、部材表面から溶出するイオン量評価、部材の腐食原因調査が可能です。

食品用ラップフィルムは製造過程での熱暴露に対する安定性や、可塑性を持たせるために添加剤が用いられる場合があります。これらの添加剤は調理条件下で変化することなく安定に存在することが求められます。本事例では添加剤の一つであるIrgafos168の存在状態が加熱前後で変化（ブリードアウト）するかについてTOF-SIMSを用いて調査した結果をご紹介します。※GCIB：Gas Cluster Ion Beam

生体や食品中には脂肪酸組成の異なる複数のトリグリセリドが含まれています。 総脂肪酸の分析ではトリグリセリドをグリセリンと脂肪酸に分解して測定を行いますが、トリグリセリドの状態における脂肪酸の組み合わせの情報は失われてしまいます。ここでは食品中のトリグリセリドをGC/MSで直接分析することで、どのような脂肪酸組成を持ったトリグリセリドが含まれているか分析した事例を示します。

透過電子顕微鏡での電子回折法は、試料への電子線の入射の仕方によって3つに分類されます。それぞれの特徴とデータ例を示します。評価対象物のサイズや分析目的に応じて、適切な手法を選択する必要があります。

アルミホイルは、2枚重ねでローラーによって圧延し製造され、ローラーに接する外側は光沢面に、アルミ同士が接した内側はつやなし面になります。それぞれの面の極表面に存在する成分を比較しました。 PDMS（シロキサン）、BHT（酸化防止剤）、DOP（可塑剤）、アミン（m/z 182、 242）、アミド（m/z 256、 284）、カルボン酸（m/z 255、 283）など一般的な有機物系二次汚染物質は見られませんでした。Fe、有機物（炭化水素など）は光沢面の方が、SO4などはつやなし面の方が、わずかながら強い傾向が見られました。

タンパク質の組成解析では、電気泳動後に目的のタンパク質のみを調べる方法もありますが、本資料ではタンパク質を網羅的に調べる「ショットガン解析」についてご紹介します。 ショットガン解析ではLC/MS/MS測定を用いてタンパク質の分離及び、質量情報の取得を行った後、データベース検索を行うことで溶液中に含まれるタンパク質を網羅的に調べることができます。

2007年ペットフード大量リコール騒動、2008年メラミン混入粉ミルク事件をきっかけに、乳製品、家畜飼料等食品からメラミンが検出され、国を挙げて対策が検討されています。 MSTでは食品中のメラミンを高い精度で抽出・回収し、LC/MS/MS分析法により定量する手法を確立しています。 下にLC/MS/MS分析結果を示します。食品の安全性に対する皆様の不安払拭にお役立てください。

フコイダンは、免疫力アップや抗がん作用、コレステロール低下作用等があるとされ、近年注目されている高分子の多糖類です。水溶性食物繊維の一種とされ、昆布やワカメなどの海藻類に含まれます。 本法では、サプリメントやドリンク剤中フコイダンを単糖に分解して分析します。主成分のフコースのほか、キシロース・マンノース・ガラクトース・ラムノース・グルクロン酸について同時に測定し、各糖の定量値を 算出します。

GPC（Gel Permeation Chromatography：ゲル浸透クロマトグラフィー）はHPLCの分離モードの一つで、高分子化合物の分子量などを評価する手法です。 一度の分析で数平均分子量（Mn）、重量平均分子量（Mw）、分散度（Mw/Mn）を求めることができ、分布の様子を比較することも可能です。SEC（Size Exclusion Chromatography：サイズ排除クロマトグラフィー）とも呼ばれます。

グルコシルセラミドは食物に含まれる糖脂質のひとつで、保湿効果やアトピー性皮膚炎に対する改善効果があることから、近年注目されている成分です。肌に直接塗布する化粧品だけでなく、グルコシルセラミドを配合したサプリメントなどの健康食品や一般食品、飲料等多くの加工品が販売されています。 HPLCを用いることにより、原料となる作物や加工食品に含まれるグルコシルセラミドの量を高精度に分析することが可能です。ここではこんにゃくの分析事例を紹介します。

高感度LC-MS（Q-TOF型）を用いることにより、生体試料中における代謝物のような低濃度成分の定性分析が可能です。生体内で付加や抱合などの代謝を受けた成分の検索や、経時変化や個体差の調査を目的とした試料間比較を行うことができます。高濃度カテキン飲料を摂取後に採尿し、カテキンの代謝を調査したところ、未変化体のカテキンと、代謝物のカテキン-グルクロン酸抱合体が確認されました。8人の尿中カテキン及び代謝物について、摂取後0.5～8時間の排泄量をプロットし、比較を行いました。

多くの食品に用いられているPETボトルを例としたプラスチック容器では、軽量で割れないなどの特長を持つ一方で、缶やビンよりもガスバリア性が低い点が課題とされてきました。近年では酸素の侵入や炭酸の損失による品質の劣化を防ぐため、PETボトルにガスバリア膜をコーティングする技術が開発され、広く利用されています。本資料では、市販のPETボトルの測定から、ガスバリア膜の組成及び化学結合状態評価を行った事例を紹介します。

カールフィッシャー電量滴定法は水分量を評価する方法であり、試料の性状に応じて装置への導入方法が異なります。ここでは電量滴定する際の二つの試料導入方法を紹介します。

ラマン分析では、表面からの測定で深さ方向の成分分布が確認できます。光を透過し易い物質に有効で、断面加工やイオンスパッタエッチングを併用せず非破壊での評価が可能です。 本資料では、有機多層膜の各層について、ラマン3Dマッピングで評価した例を示します。結果より、有機多層膜は四層で構成されていることが分かりました。また、ライブラリデータとの照合により、各層の成分が同定できました。