JP2005289850A - ケルセチン高濃度含有物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 坑酸化作用を有し、種々の疾病の予防に有効とされるフラボノール系色素ケルセチンを効率よく採集し、ケルセチン含有健康食品又はその材料を提供する。
【解決手段】 ケルセチン含有植物材料から水性溶媒により抽出したケルセチン含有液と蛋白質を混合し、ケルセチン高濃度含有物を製造する。タマネギ外皮から得たケルセチン抽出液と食品衛生上無害な蛋白質を混合し、得られる不溶物を分取し、乾燥してケルセチン含有食品材料を製造する。ケルセチン高濃度含有物に親水性有機溶媒を加え、不溶物を除去し、ケルセチン含有液を分離することによりケルセチンを精製する。
【選択図】 なし

Description

本発明はケルセチン高濃度含有物の製造方法に関し、特に植物由来のケルセチンを高濃度に含有し、食品材料に適した含有物を製造する方法に関する。

ケルセチンは、フラボノールに属し、強い坑酸化作用、坑炎症作用を有し、肝臓での脂肪代謝を高め、消化管で脂肪と結合し脂肪の吸収を抑制し、動脈硬化の予防や花粉症の予防に有効であるといわれている。

従来、ケルセチンは純品として使用するよりも、ケルセチン含有粉末として健康食品素材に使用されることが多く、タマネギ外皮を熱水あるいはアルコールで抽出し、抽出液を濃縮乾燥してケルセチン含有物を得るようにしていた（特許文献１、等参照）。
特開２００２−１７１９３４号公報

しかし、上記従来の方法ではタマネギ外皮等のケルセチン含有素材からケルセチンを抽出するためには大量の溶媒を必要とし、しかも得られたケルセチン抽出液（以下、単に「抽出液」ともいう）はケルセチン濃度が低く、温水抽出で８ｗｔ％程度、アルコール抽出で１３ｗｔ％程度であるので、有効成分であるケルセチンを採取するには抽出液を濃縮するために大型の濃縮装置と多大のエネルギーを要し、さらに抽出液には多量の不純物が含まれているので、その除去に煩雑な精製処理を必要とし、製品コストを上昇させ、大量生産の障壁となっていた。

本発明はかかる問題点に鑑み、植物由来のケルセチンを高濃度に含有し、食品材料に適した含有物を製造する方法を提供することを課題とする。

本件発明者は上述の課題を解決すべく鋭意努力したところ、抽出液からケルセチンの採取に、これまでの濃縮工程に代え、食品衛生上無害な蛋白質を用いてケルセチンを凝集、不溶化させ、得られたケルセチン・蛋白質凝集物（以下、単に凝集物ともいう）を採取し、これをアルコール抽出すると高濃度のケルセチンが得られることを知見し、本発明を完成するに至った。

本発明に係るケルセチン高濃度含有物の製造方法は、ケルセチン含有植物材料から水性溶媒により抽出したケルセチン含有液と蛋白質を混合することを特徴とする。

本発明において使用されるケルセチン含有素材としては、タマネギ、リンゴなどが挙げられ、特にタマネギ外皮は、ケルセチンを多く含むうえに、そのままでは廃棄物とされてきたものであるので、材料として好ましい。

抽出溶媒としては、水やメタノール、エタノール等の親水性有機溶媒、あるいはこれらの混合物が使用される。単なる加熱抽出ではｐＨ４．０前後であり、冷却すると不溶物が生成する。よって、液性はほぼ中性かややアルカリ性が好ましい。また、抽出は４０°Ｃ〜９５°Ｃ程度に加熱して行うのがよい。

抽出処理後、固形分を除去し、常温に冷却した抽出液と蛋白質とを混合する。蛋白質としては、小麦グルテン、大豆蛋白、カゼイン、卵白等、入手しやすく食品衛生上無害なものが好ましい。なお大豆蛋白や小麦グルテン等水に溶け難いものはアルカリ溶液に溶解した溶液を使用するのがよい。また、カゼインはカゼインＮａ等の水溶性のものを使用するのがよい。

抽出液と蛋白質を混合後、液性を酸性とし、蛋白質を変性させてケルセチンを含有する凝集物を形成させ、これを回収する。蛋白質として卵白のような熱変性が顕著なものを使用した場合、混合後、加熱し、熱変性物にケルセチンを吸着させるようにしてもよい。

不溶物を遠心分離等により分取する。得られたケルセチン含有不溶物はケルセチンと蛋白質との複合体と考えられる（以下、複合体ということもある）。これは、該ケルセチン高濃度含有物をアルコール等の親和性溶媒で処理すると、ケルセチンが遊離してくることから、蛋白質のアミノ酸疎水性残基とケルセチン疎水基部位との弱い疎水結合によることから裏付けられるからである。この複合体は、ケルセチンを安定に含有し、また、不純物、特に原料としてタマネギ外皮を使用した場合、タマネギ特有の臭気成分が除かれているので、そのまま、あるいは乾燥処理して、ケルセチン含有健康食品あるいは食品素材とし得る。その際、糖質、各種食品エキス、ビタミン類、賦形剤、色素等の添加剤を添加してもよい。なお、ケルセチンと蛋白質が複合体を形成するということは、本件発明者の知る限り、これまで知られていない事実である。

複合体（乾燥品を含む）にアルコールあるいはその含水物（含水割合０〜９０％程度）等の親和性溶媒を加え、ケルセチンを複合体から遊離させ、ケルセチン含有溶液と残渣とを得る。このケルセチン含有溶液を常法により精製処理してケルセチを得ることができる。また、ケルセチン含有液を濃縮したのち、凍結乾燥してケルセチンを３０〜４０％ 程度の高濃度に含有する製品を得ることもできる。

上記の本発明によるケルセチン・蛋白質複合体およびこれより得られるケルセチン高濃度含有物（以下、これらをまとめて複合体等という）はケルセチン含有食品材料として、例えばクッキー、インスタント味噌汁、ハンバーグ、中華麺等、広範囲の食品に適用し得る。なお、複合体の添加量は一食分のケルセチン摂取量が２０〜４０ｍｇ程度になるように適当に定めればよく、常法による製法がそのまま適用し得る。

〔実施例１〕
玉ねぎ外皮１００ｇに水５０００ｍｌを加え、９０°Ｃで３０分間加熱し、５０°Ｃに冷却後、１％カセイソーダ溶液でｐＨ７．０に中和した。その後外皮抽出残渣を脱水除去して細かい不溶物を１００メッシュのステンレス製金網でろ過し、抽出液４３００ｍｌを得た。この抽出液のケルセチン含量は７１．７５ｍｇ／１００ｍｌであった。

実験例１： 水に１０％量の小麦グルテンを分散後、１％カセイソ−ダ水溶液でｐＨ１０に調整し、グルテンの１０％溶解液を作成した。実施例１で作成した抽出液の内、２００ｍｌを取り、これにグルテンの１０％溶解液２０ｇを加えてｐＨ１０に調整しながら３０分間攪拌した。次いで１％塩酸溶液でｐＨを５．０に調整し、３０分間攪拌した後、１０００Ｇで遠心分離し、上液を得た。同様の操作で抽出液とグルテン溶解液との混合液をｐＨ４．０、３．０に調整し、３０分間攪拌後、１０００Ｇで遠心分離し上澄液を得た。これらの溶液中のケルセチン濃度を表１に示す。

実験例２： 水に１０％量の大豆蛋白を分散後、１％カセイソ−ダ水溶液でｐＨ１０に調整し、グルテンの１０％溶解液を作成した。実施例１で作成した抽出液の内、２００ｍｌを取り、これにグルテンの１０％溶解液２０ｇを加えてｐＨ１０に調整しながら３０分間攪拌した。その後１％塩酸溶液でｐＨを５．０に調整し３０分間攪拌後、１０００Ｇで遠心分離し、上澄液を得た。同様の操作で混合液をｐＨ４．０、３．０に調整し、３０分間攪拌後、１０００Ｇで遠心分離し、上澄液を得た。これらの溶液中のケルセチン濃度を表１に示す。

実験例３： 実施例１で作成した抽出液の内、２００ｍｌを取り、これにカゼインＮａ２ｇを添加し溶解しながら１％カセイソ−ダ水溶液でｐＨ９．０に調整し、３０分間攪拌した。その後１％塩酸水溶液でｐＨ４．０に調整し、３０分間攪拌した後、１０００Ｇで遠心分離し、上澄液を得た。同様の操作で混合液をｐＨ３．５、３．０に調整し、３０分間攪拌後、１０００Ｇで遠心分離し、上澄液を得た。これらの溶液中のケルセチン濃度を表１に示す。

実験例４： 実施例１で作成した抽出液の内、２００ｍｌをとり、これに乾燥卵白２ｇを添加し、１％カセイソ−ダ水溶液でｐＨ６．０に調整後、３０分間攪拌し溶解したのち、９５°Ｃに加熱して加熱変性によりケルセチン吸着卵白を不溶化し、遠心分離機を用いて１０００Ｇで１０分間遠心分離を行い、上澄液を得た。この上澄液のケルセチン濃度を表１に示す。

実験例５： 実施例１で作成した抽出液の内、２００ｍｌを二組分取し、カゼインＮａ１．０ｇ、０．２ｇをそれぞれ添加し、溶解しながら１％カセイソ−ダ水溶液でｐＨ９．０に調整し、３０分間攪拌した。その後１％塩酸水溶液でそれぞれをｐＨ３．０に調整し、３０分間攪拌した後、１０００Ｇで遠心分離し、それぞれの上澄液を得た。これらの溶液中のケルセチン濃度を表１に示す。ケルセチンがこれらの蛋白質に吸着した結果、遠心分離後の上澄液中の残存量が大幅に減少していることがわかる。それぞれの吸着効率を表１に示す。

実験例６： 上記実験例で得られた生成物の内、蛋白質として小麦グルテン、大豆蛋白、カゼインＮａを使用し、それぞれにケルセチン抽出液を混合後、ｐＨ３．０に調整したもの、また実験例４の乾燥卵白を使用したものについて、遠心分離で回収された沈殿物の重量と、それぞれを凍結乾燥した乾燥重量、及びそれぞれの乾燥物中のケルセチン含量を表２に示す。

表２から明らかな通り、いずれの乾燥物もタマネギ外皮の４〜５倍量のケルセチンを含有していた。従って、これらの乾燥物はケルセチン含有タンパク食品材料に適用しうる。

〔実施例２〕
実施例１で作成した抽出液の内、２５００ｍｌにカゼインＮａ２５ｇを添加し、溶解しながら１％カセイソ−ダ水溶液でｐＨ８．０に調整し、３０分間攪拌した。その後１％塩酸水溶液でｐＨ３．０に調整し、３０分間攪拌した後、遠心分離機を用いて１０００Ｇで１０分間遠心分離し、沈殿物２１５ｇと上澄液２３００ｍｌを得た。この沈殿回収物を凍結乾燥機で乾燥して乾燥物３２ｇを得た。

実験例７： 上記の乾燥物１０ｇに表３に示されるエタノール・水系溶媒１００ｍｌを加え、室温（２５℃）で３０分間、攪拌した。次いで３分間、１０００Ｇで遠心分離し、上澄液を得た。各上澄液のケルセチン濃度を測定することにより、使用した溶媒のエタノール濃度と乾燥物からのケルセチン回収効率との関係を検討した。結果は表３に示す通りであり、エタノール濃度９０％の場合がもっとも良好であった。

〔実施例３〕
１５０リットルのジャケット付きステンレス製容器に玉ねぎ外皮２ｋｇ、水１００リットルを入れ、水蒸気で間接加熱して内容物を９０°Ｃに昇温後、攪拌しながら３０分間維持し、その後４０°Ｃまで冷却し、５％カセイソーダ溶液でｐＨ７．０に調製した。抽出済みのタマネギ外皮をステンレス製のざるですくい取り、溶液を得、さらに外皮を手で絞り、しぼり汁を先の溶液に加えて、この溶液を１００メッシュのステンレス網で濾過してケルセチン抽出液８６リットルを得た。この濾過液を５％ＮａＯＨでｐＨ９．０に調整し、カゼインＮａ８６０ｇを添加し、攪拌機を用いて溶解した。溶解後のｐＨは、８．４であった。１０分間攪拌した後、３％塩酸水溶液でｐＨ３．０に調整し、３０分間攪拌した。攪拌停止後、２時間静置し、沈殿物を含む沈殿層２２リットルを得た。この沈殿層を数回に分けて１０００Ｇで遠心分離し、遠心分離沈殿物５８００ｇを得た。この遠心分離沈殿物の一部、２０００ｇに１０００ｇの水を加えて希釈し、得られた約１５％固形濃度のスラリ−液をスプレ−ドライヤ−で乾燥し、乾燥物４３０ｇ（ｐＨ未調整乾燥物）を得た。乾燥固形物のケルセチン割合は５．５８％であった。

〔実施例４〕
実施例４で得られた乾物中の３００ｇに８０％エタノ―ル水溶液３０００ｍｌを添加し、室温で３０分間攪拌し、得られたケルセチン溶出液を５リットルブフナ−吸引ビンで吸引して抽出濾過液２６００ｍｌを得た。本溶液のケルセチン含量は５．２４ｍｇ／ｍｌで、本溶液を１１０°Ｃ、３時間の蒸発残留固形物濃度のケルセチン含量は１４．２ｍｇ／ｍｌであった。上記の抽出濾過液２６００ｍｌを６０°Ｃ温水浴中、ロ−タリ−エバポレ−タ−で濃縮し、濃縮液２２０ｍｌを得た。この濃縮液をラボ用、凍結乾燥機で乾燥して乾燥品３７ｇを得た。この乾燥品（ｐＨ調整乾燥品）のケルセチン含量は３６．７％であった。

〔実施例５〕
実施例３で得た沈殿回収固形物１５００ｇに１５００ｇの水を添加して分散後、１％苛性ソ−ダ水溶液でｐＨ７．２に中和して可溶化した後、スプレ−ドライヤ−で乾燥し、乾燥物３１０ｇ（ｐＨ中和調製乾燥物）を得た。この物は水に溶けて橙色の透明な水溶液になった。

〔実施例６〕
実施例３で得られたケルセチンｐＨ未調整乾燥物（粉末サンプルともいう）を用いてクッキ−の試作をした。配合は以下のとおりである。小麦粉１９０ｇ、バタ−１００ｇ、砂糖７０ｇ、卵黄３０ｇ、粉末サンプル１０ｇ。焼き温度は２００°Ｃ、１５分であった。得られたクッキーは焼き色がこんがりとしたこげ茶色で、味は粉末サンプル無添加のものと変わらなかった。

〔実施例７〕
実施例４で得られたＰＨ調整ケルセチン（調ケル）を用い、インスタント味噌汁に添加し味噌汁を作成した。市販インスタント味噌汁にお湯１５０ｍｌ、調ケル０．５ｇ添加し溶解した。味噌の風味、味は無添加のものとほとんど変わらなかったが、色調は赤味噌風となり、美味であった。

〔実施例８〕
実施例４で得られたｐＨ調整ケルセチン（調ケル）を用い、以下の配合によりハンバ−グを作成した。
配合 合挽きミンチ２００ｇ、たまねぎ１２０ｇ、パン粉５０ｇ、卵５０ｇ、
牛乳２０ｇ、ハンバ−グスパイス２ｇ、調ケル５ｇ
上記組成物をボ―ル中で良く混合し、両面をフライパンで焼いた。出来上がった物は、風味が良好で肉臭は少なくなっていた。

麺の試作： 実施例２で得た乾燥品をサンプルとして用いて中華麺を作った。以下に配合表を示す。
中華麺用小麦粉 １００ｇ
塩 ２ｇ
かん水（ボ−メ３０） ２．５ｇ
サンプル ０．２ｇ
加水 ４０ｇ
上記組成物を手で混合後、家庭用パスタマシンで麺線を作り、これを１２分間ゆで、市販ラ−メンス−プで食した。得られた麺は色が鮮やかな黄色で、食感もシコシコして美味であった。

Claims (7)

1. ケルセチン含有植物材料から水性溶媒により抽出したケルセチン含有液と蛋白質を混合することを特徴とするケルセチン高濃度含有物の製造方法。
2. ケルセチン含有植物材料が、タマネギ外皮である請求項１記載のケルセチン高濃度含有物の製造方法。
3. 水性溶媒が水であり、抽出を加熱下に行う請求項１記載のケルセチン高濃度含有物の製造方法。
4. 蛋白質が、グルテン、大豆蛋白、卵白又はカゼインを含む食品衛生上無害なものである請求項１記載のケルセチン高濃度含有物の製造方法。
5. タマネギ外皮から得たケルセチン抽出液と食品衛生上無害な蛋白質とを混合し、得られる不溶物を分取し、乾燥することを特徴とするケルセチン含有食品材料の製造方法。
6. 乾燥の際、糖質、食品エキス、調味料、添加物を添加する請求項５記載のケルセチン含有食品材料の製造方法。
7. 請求項１記載のケルセチン高濃度含有物に親水性有機溶媒を加え、不溶物を除去し、ケルセチン含有液を分離することを特徴とするケルセチンの精製方法。