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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Erfindungsgebiet
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Vorliegende
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Isoflavonverbindungen
aus Materialien, die Isoflavonverbindungen enthalten, insbesondere
aus denjenigen Pflanzen, die Glieder einer solchen Familie wie Leguminosae,
Rosaceae, Iridaceae, Morus und Amarantus inamoenus sind. Insbesondere
betrifft vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von
Isoflavonverbindungen aus Hülsenfrüchten, insbesondere
Isoflavonaglycone, die Hydrolysate von Isoflavonglycosiden sind.
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HINTERGRUNDTECHNIK
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Isoflavon
wird durch folgende Formel (I) wiedergegeben:
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Insoweit
wurde bekannt, dass Isoflavon natürlich in solchen Pflanzen vorliegt,
die zu den Familien Leguminosae, Rosaceae, Iridaceae, Morus und
Amarantus inamoenus gehören,
insbesondere in Hülsenfrüchten.
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Isoflavonverbindungen
oder deren Vorläufer
besitzen die durch die obige Formel (I) wiedergegebene Grundstruktur
sowie verschiedene Substituenten, wie z. B. Alkyl-, Hydroxyl- oder
Alkyloxylgruppen.
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Isoflavonverbindungen
sind durch folgende Formel (II) wiedergegeben:
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Repräsentative
Beispiele solcher Isoflavonverbindungen sind in Tabelle A gezeigt. Tabelle
A
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Unter
den Isoflavonverbindungen, welche die obige Formel (II) besitzen,
werden diejenigen, deren Substituent R1 Glucose
ist, als Isoflavonglycoside bezeichnet, während Hydrolysate von Isoflavonglycosiden als
Isoflavonaglycone bezeichnet werden.
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In
jüngeren
Jahren wurde bekannt, dass Isoflavonverbindungen Estrogenwirkung,
Antiestrogenwirkung, antioxidierende Wirkung, antihämolytische
Wirkung, antibakterielle Wirkung, antilipämische Wirkung, Anticholesterinwirkung,
anticonvul sive Wirkung, eine die Differenzierung von Krebs befallenen
Zellen induzierende (cancered-cell-differentiation-inducing)-Wirkung,
Oncogen-blockierende Wirkung, carcinostatische Wirkung und andere
biologischen Aktivitäten
besitzen, und ihre Brauchbarkeit zieht nun öffentliche Aufmerksamkeit auf
sich.
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Es
gibt viele Berichte über
die pharmakologischen Wirkungen von Isoflavonverbindungen, insbesondere
Isoflavonaglyconen, die Hydrolysate von Isoflavonglycosiden sind.
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Beispielsweise
wurde Genistein, welches ein Aglycon ist, das gebildet wird, wenn
glucosehaltiges Genistin, das entsprechende Glycosid, hydrolysiert
wird, als eine Substanz identifiziert, welche der Hemmung von Tyrosinkinase
(TK-Inhibitor), fähig
ist, wobei Tyrosinkinase für
die Einleitung einer Krebsbildung durch ein Onkogen wesentlich ist,
und es wurde bestätigt,
dass es eine carcinostatische Wirkung besitzt (Akiyama, u.a. Biochemistry,
Bd. 59, Nr. 9, S. 1016 (1987)).
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Ferner
zeigt unter den Isoflavonverbindungen Genistein besonders eine Estrogenwirkung
und es wurde bestätigt,
dass es eine therapeutische Wirkung für Osteoporose und immunsupressive
Wirkung besitzt.
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Osteoporose
nach der Menopause ist nun ein großes Problem für die Frauen.
Die Hauptursache der Osteoporose dieser Art ist die Verringerung
der Knochendichte, begleitet von einem übermäßigen Stoffwechselumsatz von
Knochen, eingeleitet durch Estrogenarmut.
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Jedoch
hat die direkte Verarbeichung von Estrogen, das ein typisches Mittel
zur Behandlung von Osteoporose ist, die Gefahr von Nebenwirkungen
auf Genitalorgane, unter Verursachung von beispielsweise Gebärmutter-
oder Brustkrebs. Es ist infolgedessen auch unter dem Gesichtspunkt
der Sicherheit von Vorteil, wenn Isoflavonverbindungen wirksam aus
essbaren Hülsenfrüchten, insbesondere
aus Sojabohnen extrahiert und für
die Gesundheit oder prophylaktische Lebensmittel verwendet werden
können.
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Da
Isoflavonverbindungen, wie zuvor erwähnt, pharmakologische Wirkungen
besitzen, gibt es nunmehr ein steigendes Bedürfnis für die Zufuhr von Isoflavonverbindungen
in der Medizin und in der Nahrungsmittelindustrie. Jedoch liegen
Isoflavonverbindungen in natürlichen
Substanzen lediglich in geringen Mengen vor; insbesondere sind Isoflavonaglycone
in natürlichen
Substanzen in extrem geringen Mengen enthalten.
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Beispielsweise
sind 95% oder mehr Isoflavonverbindungen, die in Sojabohnen, welche
zu der Familie Leguminosae gehören,
Isoflavonglycoside, und Isoflavonaglycone machen lediglich 5% oder
weniger der Isoflavonverbindungen aus. Aus diesem Grund besteht
nunmehr ein Bedürfnis
für ein
einfaches Verfahren zur wirksamen Gewinnung von Isoflavonverbindungen,
insbesondere Isoflavonaglyconen, aus Materialien mit einem Gehalt
an Isoflavonverbindungen in wirksamen Mengen.
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Um
dieses Bedürfnis
zu befriedigen, wurde beispielsweise von einem Verfahren zur Gewinnung
von Isoflavonverbindungen aus Saft von mit Wasserdampf behandelten
Sojabohnen unter Verwendung verschiedener synthetischer Absorptionsharze
berichtet (Zenzo KITADA, u.a., The Journal of the Japan Society
for Food Industry, Bd. 33, Nr. 12, S. 821-825, Dezember 1986).
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Dieser
Bericht lehrt ein solches Verfahren, bei dem Saft von mit Wasserdampf
behandelten Sojabohnen als Ausgangsmaterial in eine Säule eingeführt wird,
die mit einem Harz befüllt
ist, woran sich die Elution mit einem wasserhaltigen Alkohol anschließt, um die
Isoflavonverbindungen zu gewinnen. Jedoch sind die erhaltenen Prozentsätze der
Gewinnung von Isoflavonverbindungen außerordentlich gering.
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Es
ist möglich,
Isoflavonverbindungen nach dem in der offen gelegten Japanischen
Patentveröffentlichung
Nr. 126186/1987 beschriebenen Verfahren zur erhalten. Jedoch sind
die meisten der nach diesem Verfahren erhältlichen Isoflavonverbindungen
Daidzin und Genistin und Isoflavonaglycone, welche erwünschte Isoflavonverbindungen
sind, und sie können
lediglich in geringen Gewinnungsprozentsätzen erhalten werden.
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Ferner
gibt es einen Bericht mit dem Titel „Shoyu/miso no seizo-kotei
ni okeru Isoflavone oyobi sono haitotai no bunpu jotai kenkyu-ho
(oder: Verfahren zur Untersuchung der Verteilung von Isoflavon oder
seiner Glycoside beim Verfahren der Herstellung von Sojasoße/Miso)
(erster Bericht)",
Kiyoshi KIHARA, Shoken, Bd. 16, Nr. 5, S. 190-194, 1990.
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Dieser
Bericht beschreibt, dass während
der Fermentation von Sojabohnen zur Herstellung von Sojasoße oder
Miso Isoflavonglycoside unter Bildung von Isoflavonaglyconen völlig hydrolysiert
werden. Jedoch lehrt dieser Bericht lediglich ein Verfahren zur
qualitativen oder quantitativen Analyse von Isoflavonverbindungen,
um das Fortschreiten der Hydrolyse von Isoflavonglycosiden zu Isoflavonaglyconen
in jeder Stufe der Herstellung von Sojasoße oder dergl. zu zeigen. Dieses
Verfahren ist überhaupt
nicht für
die industrielle Herstellung von Isoflavonaglyconen geeignet.
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Die
offen gelegte Japanische Patenveröffentlichung Nr. 170756/1993
beschreibt ein Verfahren zum Extrahierung von Isoflavonaglyconen
aus Isoflavonverbindungen, die in Sojasoßekuchen oder Sojasoßeöl enthalten
sind. Um Isoflavonaglycone in erhöhten Gewinnungsprozentsätzen zu
erhalten, wird die in dem zuvor erwähnten Bericht beschriebene
Tatsache, dass Isoflavonglycoside unter Bildung von Isoflavonaglyconen
im Verlauf der Herstellung von Sojasoße hydrolysiert werden, auf
dieses Verfahren angewandt. Jedoch sind die Gewinnungsprozentsätze von
Isoflavonaglyconen, welche nach diesem Verfahren erreichbar sind,
noch nicht in hohem Maße
zufriedenstellend.
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Die
offen gelegte Japanische Patentveröffentlichung Nr. 258669/1989
offenbart ein Verfahren zur Herstellung und Gewinnung von Isoflavonaglyconen,
bei dem Isoflavonglycoside mit Hilfe von β-Glucosidase, einem der Enzyme
hydrolysiert werden, welche Sojabohnen selbst besitzen. In der Praxis
sind jedoch die Ausbeuten an nach diesem Verfahren hergestellten
Isoflavonaglyconen gering.
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Die
Beschreibungen der Japanischen Patentanmeldungen Nrn. 32385/1994,
Nr. 179111/1995, Nr. 26888/1995, Nr. 88552/1996, Nr. 83036/1997
usw., welche der Anmelder vorliegender Erfindung zuvor beim Japanischen
Patentamt einreichte, offenbaren Verfahren zur Herstellung konzentrierter
Isoflavonverbindungen mit einem Gehalt an Isoflavonaglyconen in
großen
Mengen. Bei diesen Verfahren werden Isoflavonglycoside, welche in
Hülsenfrüchten in
großen
Mengen vorliegen, durch Inokulieren von Körnern (Sojabohnen usw.) mit Mikroorganismen
wie koji-kin, ein Pilz, der zur Gattung Aspergillus oryzae gehört, hydrolysiert.
Diese sind verbesserte oder modifizierte Verfahren, die auf der
Grundlage der Tatsache begründet
sind, dass Isoflavonaglycone wirksam aus Isoflavonglycosiden erhältlich sind.
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Zweifelsohne
sind die zuvor genannten Verfahren gemäß dem Stand der Technik verbesserte
Verfahren, die zum Abtrennen und Gewinnen von Isoflavonverbindungen,
insbesondere Isoflavonaglyconen, als Ausgangsmaterialien brauchbar
sind (Verfahren zum Erhöhen
des Gehalts von Isoflavonaglyconen, indem man Isoflavonglycoside
der Hydrolyse durch verschiedene Mittel unterzieht). Jedoch können, so
weit wir wissen, Isoflavonaglycone nicht in genügend hohen Gewinnungsprozentsätzen auch
nach diesen herkömmlichen
Verfahren erhalten werden.
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Bei
den meisten der zuvor genannten Verfahren gemäß dem Stand der Technik, insbesondere
den Verfahren, welche durch das in der offen gelegten Japanischen
Patentveröffentlichung
Nr. 170756/1993 beschriebene Verfahren wiedergegeben sind, werden
Isoflavonverbindungen zuerst mit einem Alkohol extrahiert, gewaschen
und sodann der Fettentfernung unterzogen, unter Verwendung eines
Kohlenwasserstoffs oder dergl. und Anwendung eines solchen Verfahrens,
bei dem Fett zuallererst von einem Ausgangsmaterial vollständig entfernt
wird, ein Verfahren, das insoweit überhaupt nicht bekannt war.
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Dies
muss der Grund sein, warum die Gewinnung von Isoflavonglycosiden,
insbesondere Isoflavonaglyconen, die Hydrolysate von Isoflavonglycosiden
sind, nicht verbessert wurde.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Wir
zollten unsere Aufmerksamkeit einem Verfahren, bei dem Fett zuallererst
aus einem Ausgangsmaterial vollständig entfernt, und das entfettete
Material in der nächsten
Stufe einer Lösungsmittelextraktion zur
Herstellung von Isoflavonverbindungen in hohen Gewinnungsprozentsätzen unterzogen
werden, und vorliegende Erfindung schließlich erreicht wird. Vorliegende
Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung
spezieller Isoflavonaglycone in hohen Gewinnungsprozentsätzen. Indem
man auch die Anwendung von Isoflavonaglyconen in Lebensmittelprodukten,
Arzneimitteln und dergl. in Betracht zieht, werden sichere Lösungsmittel
beim erfindungsgemäßen Verfahren
verwendet.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Vorliegende
Erfindung besteht nämlich
in einem Verfahren zur Herstellung von Isoflavonverbindungen, umfassend
die Abtrennung von Isoflavonverbindungen vom Ausgangsmaterial mit
einem Gehalt an Isoflavonverbindungen und/oder ihren Vorläufern mittels
Extraktion, bei dem das Ausgangsmaterial der Fettentfernung unter
Verwendung eines nicht-polaren Lösungsmittels
vor der Abtrennung der Isoflavonverbindungen mittels Extraktion
unterzogen wird.
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Typischerweise
besteht vorliegende Erfindung in einem Verfahren zur Herstellung
von Isoflavonverbindungen, umfassend die folgenden Stufen (1), (2),
(3) und (4):
- (1) Entfernung von Fett aus dem
Ausgangsmaterial mit einem Gehalt an Isoflavonverbindungen und/oder deren
Vorläufer
unter Verwendung eines nicht-polaren Lösungsmittels und Trocknen des
entfetteten Materials;
- (2) Unterziehen des getrockneten, in der Stufe (1) erhaltenen
entfetteten Materials der Extraktion mit einem Lösungsmittel und Einengen des
Isoflavonverbindungen enthaltenden Extrakts zur Trockne;
- (3) Auflösen
des Extrakts, das in Stufe (2) zur Trockne eingeengt wurde; in einem
Lösungsmittel,
Verdünnung
dieser Lösung
mit Wasser und Abtrennen der unlöslichen
ausgefällten
Bestandteile von der verdünnten
Lösung;
und
- (4) gegebenenfalls Waschen der in der Stufe (3) erhaltenen unlöslichen
Bestandteile sowie deren Trocknung zur Entfernung des Lösungsmittels,
wobei Isoflavonverbindungen erhalten werden.
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WIRKUNG
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Beim
Verfahren zur Herstellung von Isoflavonverbindungen gemäß vorliegender
Erfindung wird insbesondere beim Verfahren zur Herstellung von Isoflavonaglyconen
durch Hydrolyse von Isoflavonglycosiden Fett aus dem Ausgangsmaterial
entfernt, bevor Isoflavonverbindungen mittels Extraktion davon abgetrennt
werden. Indem man derart vorgeht, ist es möglich, verschiedene Probleme
im Stand der Technik erfolgreich zu lösen.
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Nunmehr
wurde folgendes gefunden: wie im Fall des Verfahrens, bei dem ein
Ausgangsmaterial mit einem Gehalt an Isoflavonverbindungen zuerst
der Extraktion mit einem Alkohol unterzogen wird (vgl. offen gelegte
Japanische Patent veröffentlichung
Nr. 170756/1993), wenn ein Isoflavonverbindungen enthaltendes Ausgangsmaterial
(wie z. B. Sojasoßenkuchen)
direkt einer Extraktion mit einem polaren Lösungsmittel unterzogen wird,
werden auch im Ausgangsmaterial enthaltene Lipide extrahiert; deshalb
ist es, auch wenn Fett entfernt ist, nach der Extraktion aus dem
Extrakt unter Verwendung eines nicht-polaren Lösungsmittels (wie z. B. n-Hexan)
nicht leicht, Lipide von den Isoflavonverbindungen abzutrennen,
und dies macht die Wiedergewinnungsprozentsätze von Isoflavonverbindungen,
insbesondere Isoflavonaglyconen, nicht so hoch.
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Die
Ursache für
dies ist wie folgt: da Isoflavonaglycone weniger polar als Isoflavonglycoside
sind, (beispielsweise kann die Veränderung der Polarität bei einer
Dünnschichtchromatogramm-Analyse
einer Probe von Isoflavonverbindungen, umfassen sowohl Isoflavonglycoside
als auch Isoflavonaglycone, gut bestätigt werden, wenn eine Vielzahl
von fettlöslichen
Komponenten zwischen den Flecken der beiden Komponenten vorliegen),
neigen Isoflavonaglycone zum Vermischen mit fettlöslichen
Komponenten, was es schwierig macht, Isoflavonaglycone von Lipiden
zu trennen.
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Demgegenüber zeichnet
sich das Verfahren zur Herstellung von Isoflavonverbindungen gemäß vorliegender
Erfindung dadurch aus, dass zuerst Fett vom Ausgangsmaterial, wie
weiter oben erwähnt,
vollständig entfernt
wird. Infolgedessen ist das erfindungsgemäße Verfahren fast frei von
dem weiter oben beschriebenen Problem und kann zu den erwünschten
Substanzen, Isoflavonaglyconen, in hohen Gewinnungsprozentsätzen führen.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Vorliegende
Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung
von Isoflavonverbindungen, umfassend die Abtrennung von Isoflavonverbindungen
aus einem Ausgangsmaterial mit einem Gehalt an Isoflavonverbindungen
und/oder deren Vorläufern
mittels Extraktion, wobei das Ausgangsmaterial der Entfernung von Fett
unter Verwendung eines nicht-polaren Lösungsmittels vor der Abtrennung
der Isoflavonverbindungen mittels Extraktion unterzogen wird.
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Typischerweise
betrifft vorliegende Erfindung ein Verfahren von Isoflavonverbindungen,
umfassend folgende Stufen (1), (2), (3) und (4):
- (1)
Entfernung von Fett aus dem Ausgangsmaterial mit einem Gehalt an
Isoflavonverbindungen und/oder deren Vorläufer unter Verwendung eines
nicht-polaren Lösungsmittels
und Trocknen des entfetteten Materials;
- (2) Unterziehen des getrockneten, in der Stufe (1) entfetteten
Materials der Extraktion mit einem Lösungsmittel und Einengen des
Isoflavonverbindungen enthaltenden Extrakts zur Trockne;
- (3) Auflösen
des Extrakts, das in der Stufe (2) zur Trockne eingeengt wurde in
einem Lösungsmittel,
Verdünnen
dieser Lösung
mit Wasser und Abtrennen der ausgefällten unlöslichen Bestandteile von der
verdünnten
Lösung;
sowie
- (4) gegebenenfalls Waschen der in Stufe (3) erhaltenen unlöslichen
Bestandteile und Trocknen derselben zur Entfernung des Lösungsmittels,
wobei Isoflavonverbindungen erhalten werden.
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Verfahren
zur Herstellung von Isoflavonverbindungen – Ausgangsmaterial –
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Beim
Verfahren zur Herstellung von Isoflavonverbindungen gemäß vorliegender
Erfindung kann als Ausgangsmaterial mit einem Gehalt an Isoflavonverbindungen
und/oder ihren Vorläufern
ein beliebiges Material verwendet werden, solange es Isoflavonverbindungen
in signifikanten Mengen enthält.
Jedoch ist es besser, wenn es beabsichtigt ist, die Isoflavonverbindungen
in Lebensmit telprodukten, Arzneimitteln usw. zu verwenden, dass
das Ausgangsmaterial natürlichen
Ursprungs ist.
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Beispiele
für Ausgangsmaterialien
natürlichen
Ursprungs umfassen Pflanzen, die solchen Familien wie Leguminosae,
Rosaceae, Iridiaceae, Morus und Amarantus inamoenus, angehören, mit
einem Gehalt an Isoflavonverbindungen in wirksamen Mengen; und Hülsenfrüchte wie
Sojabohnen, Azukibohnen und andere Körner werden bevorzugt.
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Bei
vorliegender Erfindung können
nicht nur Hülsenfrüchte selbst,
sondern auch verarbeitete Hülsenfrüchte (einschließlich z.
B. Hülsenfrüchte, welche
hydrolysiert wurden) und Primär-
oder Sekundärprodukte als
Ausgangsmaterial entweder allein oder als Gemisch von zwei oder
mehreren Verbindungen benutzt werden, die im Verlauf der Herstellung
von Gegenständen
gebildet werden.
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Unter
Hülsenfrüchten werden
Sojabohnen bevorzugt. Sojabohnen können ungeachtet ihrer Art verwendet
werden. Zusätzlich
kann irgendein Material, ausgewählt
aus verarbeiteten Sojabohnen und Primär- oder Sekundärprodukten,
hergestellt im Verlauf der Herstellung von Nahrungsmitteln oder
anderen Gegenständen
unter Verwendung von Sojabohnen als Ausgangsmaterialien verwendet
werden.
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Typische
Beispiele für
diese Materialien umfassen Sojabohnen (ungeachtet ihrer Art oder
Farbe des Kerns), geschälte
Sojabohnen, Sojabohnenextrakt, Sojabohnenproteinisolate, entfettete
Sojabohnen, Sojabohnenprotein, Sojasoßenöl, Sojasoßenkuchen, tamari (eine Art
Sojasoße),
miso, mame-miso, natto, fermentierte Sojabohnen, Sojabohnenmehl,
Saft von mit Wasserdampf behandelten Sojabohnen und dergl..
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Diejenigen
Sojabohnen, welche hydrolysiert wurden, um Isoflavonaglycone in
signifikanten Mengen zu enthalten, werden besonders bevorzugt, und
typischerweise bevorzugt sind Sojasoßenöl, Sojasoßenkuchen, tamari-Kuchen, miso,
mame- miso, natto,
fermentierte Sojabohnen (einschließlich Sojabohnen, welche mit
Mikroorganismen wie koji-kin, ein Pilz, der zur Gattung Aspergillus
oryzae gehört,
fermentiert wurden) und dergl..
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Es
wird bevorzugt, das Ausgangsmaterial durch Trocknen vor seiner Verwendung
vollständig
zu dehydratisieren, so dass es nicht durch die Polarität eines
zu verwendenden Lösungsmittels
beeinflusst wird.
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Die
zuvor genannten Ausgangsmaterialien können als Ausgangsmaterial entweder
allein oder als ein Gemisch von zwei oder mehreren Verbindungen
verwendet werden. Überdies
kann das Ausgangsmaterial zur Verwendung bei vorliegender Erfindung
in beliebiger Form, beispielsweise fester, pulverförmiger oder
zerhackter Form oder aber in Form irgendeiner Kombination dieser
Formen vorliegen.
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Verfahren
zur Herstellung von Isoflavonverbindungen – Fettentfernung –
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Zur
Entfernung von Fett aus dem Ausgangsmaterial mit einem Gehalt an
Isoflavonverbindungen und/oder deren Vorläufer wird ein herkömmliches
Verfahren angewandt.
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In
dem Fall, dass ein Material als Ausgangsmaterial verwendet wird,
das aus Sojabohnen (ungeachtet ihrer Art oder Farbe ihres Kerns),
verarbeiteten Sojabohnen und Primär- oder Sekundärprodukten
ausgewählt wird,
die im Verlauf der Herstellung von Nahrungsmitteln oder anderen
Gegenständen
unter Verwendung von Sojabohnen als Ausgangsmaterialien hergestellt
sind, werden typischerweise nachfolgende Verfahren zur Fettentfernung
entweder allein oder in Kombination angewandt: ein Pressverfahren
unter Benutzung menschlicher, tierischer oder Wasserenergie; ein
kontinuierliches Pressverfahren unter Verwendung eines Austreibers (Expellers)
usw.; ein Verfahren, bei dem eine Verseifung unter Verwendung von
Natriumhydroxid usw. durchgeführt
wird; und dergl.. Bei vorliegender Erfindung wird bevorzugt, ein
Lösungsmittel-Extraktionsverfahren
anzuwenden, welches dieser Tage am häufigsten benutzt wird.
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Durch
das Lösungsmittel-Extraktionsverfahren
ist es möglich,
Sojabohnenöl
und andere Lipide, welche beim erfindungsgemäßen Verfahren unnötig sind,
vollständig
zu extrahieren und zu entfernen.
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Ein
für dieses
Lösungsmittel-Extraktionsverfahren
verwendetes Lösungsmittel
ist ein nicht-polares Lösungsmittel.
Es kann ein beliebiges nicht-polares Lösungsmittel verwendet werden,
solange es unnötige
Sojabohnenöl
und andere Lipide, die im Ausgangsmaterial enthalten sind, vollständig extrahieren
kann, und solange es eine genügend
niedere Polarität
besitzt, um die Löslichmachung
von Isoflavonaglyconen zu vermeiden.
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Typische
Beispiele für
derartige nicht-polare Lösungsmittel
umfassen niedere Kohlenwasserstoffe, Petrolether und andere organische
Lösungsmittel,
und im Allgemeinen werden eines oder zwei oder mehrere der Lösungsmittel
n-Hexan, Benzol, Tetrachlorkohlenstoff und dergl. verwendet.
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Besonders
bevorzugt bei vorliegender Erfindung ist n-Hexan. n-Hexan macht
die Isoflavonaglycone nicht löslich.
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Überdies
wurde als Extraktionslösungsmittel
in der Nahrungsmittelindustrie dieses benutzt, und es ist infolgedessen
in hohem Maße
sicher.
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Das
zuvor beschriebene Verfahren zur Fettentfernung wird mittels einer
Extraktion unter Rückfluss
bewirkt, um eine erhöhte
Effizienz der Fettentfernung zu erreichen. Diese Extraktion unter
Rückfluss
wird in der Regel bei einer Temperatur in Nachbarschaft des Siedepunkts
von n-Hexan (annähernd
69°C), typischerweise während 2-5
Stunden erreicht. Diese Zeitspanne variiert je nach der Menge des
verwendeten Ausgangsmaterials.
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Verfahren zur Herstellung
von Isoflavonverbindungen – Trocknen
des entfetteten Materials –
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Zum
Trocknen des entfetteten Materials, das durch Entfernung von Fett
aus dem Ausgangsmaterial erhalten wurde, wird ein herkömmliches
Verfahren angewandt.
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Bei
vorliegender Erfindung kann irgendein Verfahren benutzt werden,
solange es das Lösungsmittel auf
ein solches Ausmaß entfernen
kann, dass das Lösungsmittel
die Polarität
des in der nächsten
Stufe anzuwendenden Lösungsmittels
nicht beeinflusst. Typischerweise werden folgende Verfahren entweder
allein oder in Kombination angewandt: Trocknen an der Sonne, Trocknen
mit (heißer)
Luft, Vakuumtrocknen, Durchfluss(through-flow)trocknen, Trocknen
im Fließbett,
Sprühtrocknen,
Gefriertrocknen, Trocknen unter vermindertem Druck, Infrarottrocknen
und Trocknen mit Rohfrequenzwellen.
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Bei
vorliegender Erfindung wird Trocknen an der Luft bevorzugt angewandt.
Es ist ein einfaches und kostengünstiges
Verfahren zur Entfernung des Lösungsmittels,
das zur Fettentfernung aus dem Ausgangsmaterial verwendet wurde.
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Verfahren
zur Herstellung von Isoflavonverbindungen – Extraktion von Isoflavonverbindungen –
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Zur
Extraktion von Isoflavonverbindungen aus dem entfetteten Material,
das getrocknet wurde, wird ein herkömmliches Verfahren angewandt,
und zu diesem Zweck wird typischerweise eine Lösungsmittelextraktion bei vorliegender
Erfindung übernommen.
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Die
Lösungsmittelextraktion
ist ein zur Entfernung unnötiger
Komponenten, wie Proteine, Zucker und Fasern geeignetes Verfahren.
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Ein
polares Lösungsmittel
wird für
diese Lösungsmittelextraktion
typischerweise angewandt, und ein beliebiges polares Lösungsmittel
kann verwendet werden, solange es Isoflavonverbindungen, insbesondere Isoflavonaglycone,
die im getrockneten, entfetteten Material vorliegen, extrahieren
kann.
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Typische
Beispiele für
polare Lösungsmittel,
die für
die Lösungsmittelextraktion
brauchbar sind, umfassen niedere Ester, Wasser, niedere Alkohole,
niedere Acetone und niedere Fettsäuren. Im Speziellen können Ethylacetat,
Methylacetat, Wasser, Methanol, Ethanol, Aceton, Essigsäure oder
dergl. oder deren Gemische bei vorliegender Erfindung benutzt werden.
Von diesen wird bei vorliegender Erfindung Ethylacetat besonders
bevorzugt.
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Ethylacetat
ist ein polares Lösungsmittel,
das zur Extraktion von Isoflavonaglyconen besonders geeignet ist.
Ferner hat es einen niederen Siedepunkt, und es wurde als Extraktionslösungsmittel
in der Nahrungsmittelindustrie verwendet, weshalb es in hohem Maße sicher
ist.
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Die
zuvor beschriebene Lösungsmittelextraktion
wird in der Regel bei einer Temperatur in Nachbarschaft des Siedepunkts
von Ethylacetat (annähernd
77,1°C)
typischerweise während
2-5 Stunden durchgeführt.
Diese Zeitspanne schwankt je nach der verwendeten Menge des Ausgangsmaterials.
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Nach
dieser Extraktionsstufe kann gegebenenfalls die zuvor erwähnte Stufe
der Fettentfernung bewirkt werden, um Fett weiter zu entfernen.
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Verfahren
zur Herstellung von Isoflavonverbindungen – Einengen des Extrakts zur
Trockne –
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Ein
herkömmliches
Verfahren wird zum Einengen des Extrakts mit einem Gehalt an Isoflavonverbindungen
zur Trockne verwendet.
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Typische
Beispiele für
Verfahren zum Einengen umfassen das Einengen unter vermindertem
Druck, das Einengen durch Erwärmen,
das Durchfluss-Einengen, das Gefriereinengen und Sprüheinengen,
diese Verfahren können
entweder allein oder in Kombination angewandt werden. Das Einengen
unter vermindertem Druck wird bei vorliegender Erfindung bevorzugt.
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Dieses
Verfahren ist vorteilhaft, indem, da das Einengen unter vermindertem
Druck durchgeführt
wird, es möglich
ist, die Erwärmungstemperatur
herabzusetzen und die Konzentrationsrate zu erhöhen.
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Es
wird bevorzugt, dass das Einengen des Extrakts unter vermindertem
Druck in einem Rotationsverdampfer oder dergl. bewirkt wird, um
die Effizienz des Einengens unter Berücksichtigung der physikalischen Eigenschaften
des Ethylacetats (Siedepunkt: annähernd 77,1°C) zu erhöhen, das in der vorherigen
Extraktionsstufe als Lösungsmittel
verwendet wurde.
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Verfahren zur Herstellung
von Isoflavonverbindungen – Auflösen des
zur Trockne eingeengten Extrakts und Verdünnen der Lösung mit Wasser.
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(1) Auflösen des
zur Trockne eingeengten Extrakts
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Zum
Auflösen
des Extrakts, das zur Trockne eingeengt wurde, wird typischerweise
ein polares Lösungsmittel
verwendet. Es kann ein beliebiges polares Lösungsmittel, darin polare Substanzen,
die im zur Trockne eingeengten Extrakt enthalten sind, vollständig auflösen.
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Typische
Beispiele für
polare Lösungsmittel,
die für
dieses Auflösen
brauchbar sind, umfassen niedere Alkohole, Wasser, niedere Acetone,
niedere Fettsäuren,
niedere Ester und deren Gemische. Spezielle Beispiele für diese
polaren Lösungsmittelumfassen
Methanol, Ethanol, Wasser, Aceton und Essigsäure.
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Bei
vorliegender Erfindung werden niedere Alkohole wie Methanol, Ethanol
und Propanol bevorzugt, und Ethanol wird besonders bevorzugt.
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Ethanol
ist ein polares Lösungsmittel,
das zum Auflösen
von Isoflavonverbindungen geeignet ist. Zusätzlich hat es einen niederen
Siedepunkt und ist für
eine Verwendung in Nahrungsmittelprodukten sicher genug.
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Ein
Lösungsmittel
mit einer hohen Konzentration wird bevorzugt verwendet, um hierin
das zur Trockne eingeengte Extrakt völlig zu lösen. Ein Lösungsmittel mit einer Konzentration
von 95% oder mehr, insbesondere 99% oder mehr, wird bevorzugt. Die
Verwendung eines polaren Lösungsmittels
mit einer außerordentlich hohen
Konzentration wird bewirkt, um hierin Isoflavonverbindungen, welche
polare Substanzen sind, völlig
zu lösen.
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(2) Verdünnung der
Lösung
mit Wasser
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Nach
dem Lösungen
des zur Trockne eingeengten Extrakts im polaren Lösungsmittel
wird die erhaltene Lösung
mit Wasser verdünnt,
um als unlösliche
Bestandteile Isoflavonaglycone auszufällen, deren Polarität geringfügig geringer
als diejenige von Isoflavonglycosiden ist.
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Für dieses
Auflösen
wird bevorzugt, Wasser in einer solchen Menge hinzuzugeben, dass
Verunreinigungen mit einer hohen Polarität entfernt werden können, und
dass der Zweck dieser Stufe, d.h., das Abtrennen von Isoflavonverbindungen,
indem man diese unlöslich
macht, erreicht werden kann.
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In
dem Fall, wo das polare Lösungsmittel,
das in der obigen Stufe (1) zum Auflösen des zur Trockne eingeengten
Extrakts ein niederer Alkohol, wie z. B. Ethanol oder Methanol ist.
In dem Fall kann der obige Zweck durch Zugabe von Wasser, bis die
Konzentration des Alkohols etwa 20% wird, erreicht werden.
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Verfahren
zur Herstellung von Isoflavonverbindungen – Abtrennung –
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Um
die unlöslichen
Substanzen, die beträchtliche
Mengen von Isoflavonverbindungen enthalten, von der zuvor erhaltenen
verdünnten
Lösung
abzutrennen, deren Gehalt an Isoflavonaglyconen hoch ist, wird ein herkömmliches
Verfahren angewandt. Bei vorliegender Erfindung wird typischerweise
eine Feststoff-Flüssigkeitstrennung
angewandt, und für
die Feststoff-Flüssigkeitstrennung
wird ein herkömmliches
Mittel, wie beispielsweise Filtration Zentrifugenabtrennung, Ionenaustausch,
Adsorption oder Konzentration angewandt.
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Durch
Durchführen
einer Flüssigkeits-Feststofftrennung
ist es möglich,
als unlösliche
Bestandteile Lipide und andere Substanzen, die eine verhältnismäßig hohe
Polarität
besitzen, zu entfernen.
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Da
diese unlöslichen
Substanzen auch hauptsächlich
Isoflavonglycoside umfassende Isoflavonverbindungen enthalten, ist
es möglich,
diese der Extraktion zu unterziehen, um Isoflavonglycoside zu erhalten.
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Verfahren
zur Herstellung von Isoflavonverbindungen – wahlweises Waschen und Trocknen –
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Die
zuvor erhaltenen unlöslichen
Bestandteile werden gegebenenfalls gewaschen, um unnötige Substanzen
zu entfernen.
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Die
unlöslichen
Substanzen werden nach dem gleichen Verfahren getrocknet, wie es
im Abschnitt „Verfahren
zum Erhalten von Isoflavonverbindungen – Trocknen entfetteten Materials" beschrieben ist,
wobei die gewünschten
Isoflavonverbindungen schließlich
erhalten werden.
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BEISPIELE
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Unter
Bezugnahme auf nachfolgende Beispiele wird vorliegende Erfindung
nunmehr spezieller erklärt. Diese
Beispiele sind lediglich für
ein besseres Verständnis
vorliegender Erfindung gegeben, jedoch sind sie nicht beabsichtigt,
auf irgendeine Weise den Erfindungsumfang zu begrenzen.
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BEISPIEL 1
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Gemäß der Beschreibung
der zuvor erwähnten
Patentanmeldung, eingereicht vom Anmelder vorliegender Erfindung
beschriebenen Verfahren wurde durch Inokulieren von Sojabohnen-Hypocotyl
mit koji-kin, einem Pilz, der zur Gattung Aspergillus oryzae gehört, fermentiertes
Sojabohnen-Hypocotyl hergestellt. Von diesem fermentierten Sojabohnen-Hypocotyl
wurden mittels Extraktion auf folgende Weise Isoflavonverbindungen
abgetrennt.
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Das
fermentierte Sojabohnen-Hypocotyl, das Ausgangsmaterial, wurde mit
einer Zerkleinerungsvorrichtung (grinding plow) in ein Mehl von
annähernd
einer Maschenweite von 100 meshes vermahlen.
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Zu
diesem fermentierten Sojabohnen-Hypocotyl-Mehl wurde in einer Menge
des dreifachen der Menge des Mehls n-Hexan zugegeben, und die Extraktion
wurde drei Stunden unter Rückfluss
durchgeführt.
Nach Abschluss der Extraktion wurde die Feststoff-Flüssigkeits-Trennung
bewirkt, und das erhaltene entfettete Material wurde getrocknet.
Das Gewicht des getrockneten entfetteten Materials war annähernd 89%
des Gewichts des Ausgangsmaterials, bevor dieses der Fettentfernung
unterzogen wurde. Durch Dünnschichtchromatographie
wurde bestätigt,
dass das n-Hexan nach seiner Benutzung zur Extraktion keine Isoflavonverbindungen
enthielt.
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Zu
diesem Zeitpunkt wurde gefunden, dass es wirksam war, diese Extraktionsstufe
zwei- oder dreimal zur völligen
Entfernung von Fett zu wiederholen.
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Danach
wurde Ethylacetat zum getrockneten, entfetteten fermentierten Sojabohnen-Hypocotyl
zugegeben, wobei die Menge des ersteren das dreifache der Menge
des letzteren betrug, und die Extraktion wurde unter Rückfluss
etwa 3 Stunden durchgeführt.
Die Feststoff-Flüssigkeits-Trennung
wurde sodann vorgenommen, und die Ethylacetatfraktion wurde in einem
Rotationsverdampfer sodann unter vermindertem Druck eingeengt. Der
zur Trockne eingeengte Extrakt betrug 2-5% des Gewichts des Ausgangsmaterials.
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Zu
diesem Zeitpunkt wurde folgendes bestätigt: um einen erhöhten Gewinnungsprozentsatz
zu erreichen, wird es bevorzugt, die Extraktion mit Ethylacetat
mehrere Male zu wiederholen, und in dem Fall, wo aus dem Ausgangsmaterial
Fett nicht völlig
entfernt wurde, wird es bevorzugt, unter Verwendung von n-Hexan
Fett aus dem zur Trockne eingeengten Extrakt weiter zu entfernen.
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Danach
wurde der zur Trockne eingeengte Extrakt in einer geringen Menge
99%igen Ethylalkohols gelöst,
und diese Lösung
wurde mit Wasser verdünnt,
bis die Konzentration des Alkohols etwa 20°C wurde, wodurch unlösliche Substanzen
ausfallen. Diese Lösung
ließ man
noch für
eine Weile stehen, wonach die unlöslichen Bestandteile mittels
einer Feststoff-Flüssigkeits-Trennung
(Filtration unter Verwendung von Filterpapier) abgetrennt und unter
vermindertem Druck unter Erhalt von Isoflavonverbindungen getrocknet
wurden. Der Gewinnungsprozentsatz der Isoflavonverbindungen betrug
40-70%.
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Die
erhaltenen Isoflavonverbindungen wurden in eine mit einem synthetischen
Absorptionskunstharz (wie z. B. „Dia-ion HP-20", hergestellt von
Nippon Rensui Company, Japan) gefüllten Säule großer Abmessung eingeführt.
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Auf
diese Weise wurden die Isoflavonverbindungen weiter in einzelne
Isoflavonverbindungen getrennt, und Daidzin, Genistin, Daidzein
und Genistein hoher Reinheit wurden in hohen Gewinnungsprozentsätzen getrennt
erhalten.
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Wenn
aus dem Ausgangsmaterial zuvor, wie in dem Verfahren gemäß dem Stand
der Technik, nicht vollständig
entfernt wurde, ist die Wirksamkeit der Fraktionierung der Isoflavonverbindungen
gering, auch wenn das synthetische absorbierende Kunstharz verwendet
wird. Deshalb wird es als schwierig erachtet, die Isoflavonverbindungen
getrennt zu erhalten.
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Der
Gehalt der einzelnen Isoflavonverbindungen im fermentierten Sojabohnen-Hypocotyl,
dem Ausgangsmaterial, und der Gehalt der einzelnen Isoflavonverbindungen
in den gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
erhaltenen eingeengten Isoflavonverbindungen wurden jeweils nach
dem Flüssigkeitschromatographieverfahren
dem in (J. Agic, Food Chem., Bd. 30, S. 353-355) beschriebenen Verfahren
gemessen. Die Ergebnisse werden in Tabelle B gezeigt. Tabelle
B
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Die
Daten in Tabelle B zeigen, dass die Inhalte der einzelnen Isoflavonverbindungen
in den gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
erhaltenen eingeengten Isoflavonverbindungen unüblicherweise höher als diejenigen
der einzelnen Isoflavonverbindungen in dem Ausgangsmaterial fermentiertes
Sojabohnen-Hypocotyl sind. Insbesondere sind die Gehalte der Isoflavonglycoside
in ersteren so hoch wie etwa das 10- bis 13fache der Gehalte derselben
in dem letzteren, und die Gehalte der Isoflavonaglycone in ersteren
sind etwa das 57- bis 64fache der Gehalte derselben in dem letzteren.
Diese Ergebnisse belegen somit, dass Isoflavonverbindungen einfach
und wirksam nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in hohen Gewinnungsprozentsätzen erhalten
werden können.
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BEISPIEL 2
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Sojasoßenkuchen,
der bei Herstellung von Sojasoße
aus entfetteten Sojabohnen nach einem herkömmlichen Verfahren als Ausgangsmaterial
hergestellt worden war, wurde als Ausgangsmaterial verwendet. Isoflavonverbindungen
wurden aus 300 g dieses Ausgangsmaterials mehrere Male mit dem in Übereinstimmung
mit dem in der offen gelegten Japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 170756/1993 beschriebenen Verfahren gewonnen.
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Es
wurde gefunden, dass jedes Mal der Gewinnungsprozentsatz der Isoflavonverbindungen
nicht höher
als etwa 10% war.
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Es
wurde versucht, nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 die
Gehalte der einzelnen Isoflavonverbindungen im Sojasoßekuchen,
dem Ausgangsmaterial, und diejenigen der einzelnen Isoflavonverbindungen
in den erhaltenen eingeengten Isoflavonverbindungen zu messen. Es
war jedoch unmöglich,
die Messung infolge folgender Gründe
vorzunehmen: die Gewinnungsprozentsätze der einzelnen Isoflavonverbindungen
waren außerordentlich
gering, und es war unmöglich,
die Reinheit der einzelnen Isoflavonverbindungen zu erhöhen.
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Insbesondere
wurden überhaupt
kein Daidzin und Genistin nachgewiesen.
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In
dem Fall, wo die Isoflavonverbindungen gemäß dem in der offen gelegten
Japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 170756/1993 beschriebenen Verfahren erhalten werden, war der
Gewinnungsprozentsatz der Isoflavonverbindungen geringer als derjenige
der Isoflavonverbindungen beim Verfahren gemäß vorliegender Erfindung; überdies
war es außerordentlich
schwierig, die Reinheit jeder Isoflavonverbindung, enthalten in
den eingeengten Isoflavonverbindungen, zu erhöhen.
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Es
wurde gefunden, dass die Ursachen für diese ungünstigen Ergebnisse folgende
waren: die Menge des entfetteten Materials, erhalten durch Entfernen
von Fett aus dem Ausgangsmaterial unter Verwendung von n-Hexan war
290 g; und der Prozentsatz der im n-Hexan gelösten Lipide war 3% oder höher. Ferner
wurde gefunden, dass die Lipide eine außerordentlich hohe Viskosität wie Teer
hatten.
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Deshalb
wird folgender Weg angenommen: wenn der Sojasoßenkuchen direkt der Extraktion
mit einem polaren Lösungsmittel
(80%igem Ethanol) unterzogen wird, wie in der offen gelegten Japanischen
Patentveröffentlichung
Nr. 170756/1993 beschrieben, werden auch die hoch viskosen Lipide
extrahiert; der Extrakt wird somit in einen solchen Zustand gebracht,
dass Lipide mit hoher Polarität
und Lipide mit niederer Polarität fest
vermischt sind; deshalb ist es schwierig, den Extrakt in einzelne
Komponenten unter Verwendung eines Lösungsmittels zu trennen. Die
obige Annahme gründet
sich auf folgende Tatsachen: in Sojabohnen sind verschiedene Arten
von Lipiden natürlich
vorhanden, und die unterscheiden sich in ihrer Polarität; überdies
werden während
der Herstellung von Sojasoße
diese Lipide hydrolysiert, so dass sich eine große Anzahl von Komponenten bilden.
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Deshalb
zeigt dieses Beispiel, dass, auch wenn Fett von dem Sojasoßenkuchen
unter Verwendung von n-Hexan entfernt wird, es schwierig ist, die
Isoflavonverbindungen von Lipiden zu trennen.
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Demgegenüber ist
es gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Herstellung von Isoflavonverbindungen möglich, die Abtrennung von Isoflavonverbindungen
von Lipiden, wie im Beispiel 1 gezeigt, glatt durchzuführen. Wie
aus den vorhergehenden Beispielen verstanden werden kann, wird beim
Verfahren zur Herstellung von Isoflavonverbindungen gemäß vorliegender
Erfindung Fett erstmals aus einem Ausgangsmaterial mit einem Gehalt
an Isoflavonverbindungen und/oder deren Vorläufer in wesentlichen Mengen
vollständig
entfernt, und das entfettete Material sodann der Abtrennung von
Isoflavonverbindungen mittels Extraktion unterzogen, so dass Isoflavonverbindungen,
insbesondere Isoflavonaglycone, in höheren Gewinnungsprozentsätzen als diejenigen
der Verfahren gemäß dem Stand
der Technik, wie zuvor in den Kapiteln ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG,
BEISPIELE und dergl. erwähnt,
erhalten werden kann.
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Somit
können
unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens hoch konzentrierte
Isoflavonverbindungen, insbesondere Isoflavonalgycone, welche hinsichtlich
ihrer carcinostatischen Wirkung, therapeutischen Wirkung für Osteoporose,
immunosuppressiven Wirkung und anderen medizinischen Wirkungen hervorragend
sind, leicht und kostengünstig
aus Ausgangsmaterialien mit einem Gehalt an Isoflavonverbindungen und/oder
deren Vorläufern
in wesentlichen Mengen erhalten werden. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
erhaltenen Isoflavonverbindungen können in großen Mengen als Ausgangsmaterialien
der Arzneimittel- und Lebensmittelindustrie zugeführt werden,
von denen die Lieferung von isoflavonverbindungen nunmehr stark
gefragt ist. Ferner können
die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
erhaltenen Isoflavonverbindungen als Ausgangsmaterialien zur Herstellung
von einzelnen Isoflavonaglyconen verwendet werden.