作成： 1998/01/01 河村 葉子
データ番号 ：020058
シクロブタノン法による照射鶏肉の検知
目的 ：2-ドデシルシクロブタノンを指標とした照射鶏肉の検知法の開発
放射線の種別 ：ガンマ線
放射線源 ：60Co線源
線量（率） ：1-50 kGy
照射条件 ：大気中
応用分野 ：食品照射、食品衛生、流通管理
概要 ：
γ線照射により、脂肪が分解して2-アルキルシクロブタノンが生成する。パルミチン酸から生成する2-dodecylcyclobutanoneを指標にすると、鶏肉の照射の有無を判別することが出来る。この2-dodecylcyclobutanoneの合成法や特長を明らかにするとともに、これを指標とした検知法を開発し、鶏肉及び液卵に適用した。
詳細説明 ：
γ線照射により、脂肪が分解して多くの揮発性物質を生成する。その多くは照射に特異的ではなかったが、シクロブタノンとよばれる環状化合物は照射に特異的であった。これらの化合物は、脂肪を構成する脂肪酸と同じ炭素数で、環状の2の位置にアルキル基を持っている。主なものはパルミチン酸から生成する2-dodecylcyclobutanoneとステアリン酸から生成する2-tetradecylcyclobutanoneであり、照射した鶏肉からは検出されるが、非照射鶏肉からは検出されなかった(図1)。
図1 Electron impact mass spectrum of standard 2-dodecylcyclobutanone(a) and the corresponding spectrum for this compound extracted from irradiated (4.3 kGy) chicken skin(b).（原論文2より引用）
2-Dodecylcyclobutanoneの標準品は、次のように合成した。ethyl 3-chloropropionateから1-bromo-1-ethoxycyclopropaneを合成し、tridecanalと反応させて1-ethoxy-1-(1'-hydroxytridecyl)cyclopropaneとした。これをエーテルとfluoboric acid中で4日間撹拌し、真空蒸留により分取し、フラッシュクロマトグラフィーにより精製した。2-dodecylcyclobutanoneは、EI-MSではm/z 98にベースピーク、m/z 238に分子イオンピークが検出された。また、CI-MSではm/z 239にM+1のピークが検出された。
照射鶏肉の試験法は、ミンチにした鶏肉と無水硫酸ナトリウムを混合し、ソックスレー抽出器を用い、n-ヘキサンで抽出した。抽出した脂肪をフロリジルカラムにかけ、n-ヘキサンで脂肪を流去させたのち、1%ジエチルエーテル／n-ヘキサンで溶出した。その溶出液を濃縮し、GC/MS/SIMでm/z 98および112のフラグメントイオンを用いて測定した。照射試料では2-dodecylcyclobutanoneとおなじ保持時間にピークが検出されるが、非照射試料では検出されない。2-Dodecylcyclobutanoneは、照射した鶏皮からも検出された。また、そのマススペクトルは、標準品のマススペクトルとよく一致した(図2)。
図2 Selected ion monitoring of the sum of ions 98 and 112 of standard 2-dodecylcyclobutanone(a) and unirradiated(b) and irradiated (4.7 kGy) minced chicken meat(c).（原論文2より引用）
4.7 kGyで照射した鶏肉から、0.244μg/gの2-dodecylcyclobutanoneが検出された。この照射鶏肉を保存しておくと、2日後にはやや増加がみられたが、その後漸次減少し、20日後には0.180μg/gとなったが、十分に検出可能であり、照射後20日間は検知の指標としてほぼ安定であった。(表1)
表1 Concentration of 2-Dodecylcyclobutanone in Irradiated Minced Chicken Meat Stored for up to 20 Days（原論文2より引用）
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storage 2-dodecylcyclo- storage 2-dodecylcyclo-
day of butanone,μg/g day of butanone,μg/g
samplig of fresh chicken sampling of fresh chiken
----------------------------------------------------------
0 0.244 12 0.219
2 0.292 14 0.230
5 0.280 20 0.180
7 0.276 SEM 0.0238
9 0.262 significance **
----------------------------------------------------------
a Values are the mean of three measurements.
** = P < 0.01.
2-Dodecylcyclobutanoneは、調理によって非照射試料中に生成することはなく、また照射試料中の存在量はその後の調理によりほとんど変化しなかった。また、トリグリセライドや合成リン脂質中から抽出されたことはあるが、非照射の食品のマトリックスから抽出されたことはない。生のままの鶏肉と冷凍した鶏肉を比較すると、照射後の生成量は冷凍の方がやや少ないが、いずれも照射線量に相関して検出された。また、照射時の酸素の有無は生成量にほとんど影響しなかった。この方法により、鶏肉では0.5 kGy照射から検出可能である。また、液卵、牛、豚、羊肉等についても、2-dodecylcyclobutanoneを測定することにより照射の判別が可能である。
コメント ：
2-Alkylcyclobutanoneは通常の試験法では非照射試料から検出されず、照射に特異性が高いことから、照射の有無の判別性にすぐれている。本法は、脂肪含量の高い食品に適用可能な照射検知法であり、1996年にはEU標準試験法に採用された。
原論文１ Data source 1：
Irradiation detection
M.H.Stevenson, A.V.J.Crone, J.T.G.Hamilton*
The Queen's University of Belfast, *Food and Agricultural Research Division, Department of Agriculture
Nature, Vol.344, 202-203 (1990)
原論文２ Data source 2：
Synthesis, Characterization, and Potential Use of 2-Dodecylcyclobutanone as a Marker for Irradiated Chicken
D.R.Boyd, A.V.J.Crone, J.T.G.Hamilton*, M.V.Hand, M.H.Stevenson, P.J.Stevenson
The Queen's University of Belfast, *Department of Agriculture for Northern Ireland
Journal of Agricultural and Food Chemistry, Vol.39, 789-792 (1991)
原論文３ Data source 3：
The Use of 2-Dodecylcyclobutanone for the Identification of Irradiated Chicken meat and Eggs
M.H.Stevenson, A.V.J.Crone, J.T.G.Hamilton*, C.H.McMurray*
The Queen's University of Belfast, *Department of Agriculture for Northern Ireland
Radiation Physics and Chemistry, Vol.42, 363-366 (1993)
参考資料１ Reference 1：
Foodstuffs-Detection of Irradiated Food Containing Fat- Gas Chromatographic/Mass Spectrometric Analysis of 2-Alkylcyclobutanones
European Committee for Standardization
British Standard BS EN 1785 (1996)
参考資料２ Reference 2：
Validation of Cyclobutanone Protocol for Detection of Irradiated Lipid Containing Foods by Interlaboratory Trials
M.H.Stevenson
The Queen's University of Belfast
Detection Methods for Irradiated Foods Current Statuss (C.H.McMurray, E.M.Stewart, R.Gray, J.Pearce eds), The Royal Society of Chemistry (1996):269-284
キーワード：ガンマ線照射、検知、2-ドデシルシクロブタノン、2-アルキルシクロブタノン、鶏肉、ガスクロマトグラフィー／質量分析
gamma irradiation, detection, 2-dodecylcyclobutanone, 2-alkylcyclobutanone, chiken, gaschromatography/massspectrometry(GC/MS),
分類コード：020404,020403