JP2005518421A - 油中のフィトステロールエステルの分別 - Google Patents
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Abstract
Description
ジグリセリドは、脂肪の一分子当たり、脂肪酸を三種ではなく二種しか含有していない。二種の脂肪酸の主要部分は、主として脂肪分子の各末端(一般に1,3位置と呼ぶ)に位置する。食物中では、独特の脂肪酸位置を備えるこのジグリセリドの組成は大きく相違する。身体は、DAG油を通常の油と同様に消化する。しかし、消化成分の一つは、DAG油上の二種の脂肪酸の最初の位置に起因して相違する。腸はこの消化成分を使用して脂肪富裕粒子を再構築しようとはしないが、これはDAG油を含有する食事の摂取後の血中に脂肪富裕粒子数が少ないことを反映している。その結果として、この消化成分は腸内で完全に分解される。この相違により、身体は脂肪酸のこの部分を吸収後に脂肪貯蔵ではなくエネルギーのために使用する。ヒトにおけるDAG油についての詳細な研究は、20gという少量のDAG油の消費後には血中の脂肪富裕粒子数が通常の油と比較して減少することが観察されることを証明した(Taguchi H.ら, J Am Coll Nutr(2000年11〜12月号), 19(6):789−96)。DAG油の消費後の脂肪富裕粒子のレベルは、食後の脂肪富裕粒子のピークレベルで通常の油より約50%低い。研究者らは食後脂肪レベルが血管の健康に及ぼす影響を理解しているので、DAG油のこの側面はいっそうより有益であろう。高度の、特に過剰な体重および肥満度指数(BMI)を備えるヒトにおいては、長期間にわたるDAG油の消費は体重および体脂肪の変化に影響を及ぼす可能性がある。初期の研究は、通常の油の代わりに1日当たり10〜25gのDAG油を消費すると、体重および体脂肪低下が極めて大きな程度に発生する可能性があると指摘している(Nagao T.ら, J Nutr(2000), 130(4):792−7)。DAG油は、日本政府によって食後血中脂質および体重に関する特定保健用途に対して承認されている。さらに、日本の医師会等は保健食の一部としてDAG油を公式に推奨している。米合衆国では、DAG油は専門委員会の評価により一般に安全である(GRAS)と認識されており、料理用油およびスプレッドとして市販することができる。初期の研究は、米国の過体重成人においても日本人と同様の有益な方法で、体重および総脂肪量の変化が効果を現す可能性があることを指摘している(FASEB J(2001), 15(4):A301)。
(i)主として飽和脂肪酸、好ましくはC14−C22飽和脂肪酸のエステル、および特別にはC16−C18飽和脂肪酸エステルからなる重量で約3〜50重量%のジグリセリドおよび重量で約7〜48%のフィトステロールおよび/またはフィトスタノールエステルを含むペースト(本明細書では混合物Bと呼ぶ);
(ii)主として不飽和脂肪酸、好ましくはC14−C22不飽和脂肪酸のエステル、および特別にはC16−C18不飽和脂肪酸エステルからなる重量で約3〜50重量%のジグリセリドおよび重量で約7〜48%のフィトステロールおよび/またはフィトスタノールエステルを含む油(本明細書では混合物Cと呼ぶ);
(iii)主として飽和脂肪酸、好ましくはC14−C22飽和脂肪酸のエステル、および特別にはC16−C18飽和脂肪酸のエステルからなる重量で約60重量%のフィトステロールエステルを含む固体(本明細書では混合物B1と呼ぶ);
(iv)主として不飽和脂肪酸、好ましくはC14−C22飽和脂肪酸のエステル、および特別にはC16−C18飽和脂肪酸エステルからなる重量で約30〜35重量%のフィトステロールエステルを含むペースト(本明細書では混合物C1と呼ぶ);
(v)主として飽和脂肪酸、好ましくはC14−C22飽和脂肪酸のエステル、および特別にはC16−C18飽和脂肪酸エステルからなる高純度のフィトステロールエステル(本明細書では混合物B2と呼ぶ);および
(vi)主として不飽和脂肪酸、好ましくはC14−C22飽和脂肪酸のエステル、および特別にはC16−C18飽和脂肪酸エステルからなる高純度のフィトステロールエステル(本明細書では混合物C2と呼ぶ)。
方法
(1)生成物の調製:混合物Aならびに画分BおよびC
混合物Aは、遊離脂肪酸および/または対応するモノ−、ジ−もしくはトリ−グリセリドのいずれかの存在下で、油中のフィトステロールおよび/またはフィトスタノールの直接エステル化および/またはアルコーリシス+インターエステル化のどちらかの後に入手された混合物であると定義されている。例えば:
反応はバッチ式で実施する。界面活性剤被覆した固定化リパーゼおよびフィトステロールまたは植物スタノールを油または脂肪に添加する。典型的混合物は、1部の触媒に対して1〜10部の油および1部のフィトステロール(または植物スタノール)に対して1〜10部の油を含有する。次に反応混合物を混合し、5〜96時間、好ましくは10〜48時間にわたり、35〜70℃、好ましくは50〜60℃へ加熱する。フィトステロールまたはフィトスタノールからフィトステロールエステルまたはフィトスタノールエステルへの変換率は、ガスクロマトグラフによって決定する。計量した反応混合物のサンプル(触媒を含まない)をバッチから取り出し、n−ヘキサンまたはトルエン中で20〜60mg/mLの濃度へ希釈し、以下に記載する方法にしたがってGCへ直接注入する。遊離フィトステロールまたはフィトスタノールの濃度は定量的に(検量線に基づいて)決定し、フィトステロールの初期濃度に比較して変換率を計算する。この反応は、通常は70〜100%、典型的には85〜95%の変換率で停止させる。
混合物B:ペースト状相;および
混合物C:油相。
フィトステロール、フィトスタノール、フィトステロールエステル、フィトスタノールエステル、脂肪酸およびトリグリセリドの濃度は、水素炎イオン化検出器を装備したガスクロマトグラフのHP−5890によって測定した。キャピラリーカラムQuardex 400−1HTは以下の分離条件下で使用した:インジェクターおよび検出器温度は350℃で保持し、初期カラム温度は160℃に設定し、その後2分間は等温線が続いた;次いでオーブン温度は5℃/分の速度で180℃へ上昇させた;その後、オーブン温度を20℃/分の速度で400℃へ上昇させ、等温線が10分間持続した。
混合物BおよびCへの分別を詳細に調査するために、脂肪酸組成が相違する様々なタイプの油を用いて反応を実施した。各起源の油について、上記に記載した反応を実施し、画分B、Cを分離して計量した。
表1
様々な植物油中の大豆フィトステロールのエステル化から入手された画分B(スプレッド)およびC(油)の質量分率
表1から、この場合は脂肪酸起源対油における飽和脂肪酸比が増加するにつれてスプレッド相(混合物B)の質量分率が増加することが明白に証明されている。
表2
起源植物油の脂肪酸含量
表3
混合物A中で入手されたフィトステロールエステルの脂肪酸含量
表4
混合物B(スプレッド相)中で入手されたフィトステロールエステルの脂肪酸含量
表5
混合物C(油液相)中で入手されたフィトステロールエステルの脂肪酸含量
表2〜5に表示したデータは、以下を示している:
1. 表2および3を比較すると、フィトステロールエステル中の飽和脂肪酸対不飽和脂肪酸の比率は反応に使用した油の脂肪酸組成に依存することを見て取ることができる。これを言い換えると、混合物A中の(MUFA+PUFA)/SFA(表3)は、天然油中の同様の比率(表2)と極めて類似している。
4.1. 分子蒸留によるフィトステロールエステルおよびジグリセリドを備える画分Aの強化
反応生成物のジグリセリドおよびフィトステロールエステルのさらなる強化は分子蒸留を導入することによって入手できる。三つの主要成分をそれらの分子量による順序で蒸留する:最初にジグリセリド、次にフィトステロールエステル、そしてトリグリセリド。このため、様々な供給流組成および蒸留条件は、予測されるジグリセリドおよびフィトステロールエステル強化蒸留物およびトリグリセリド強化残留物を生じさせる可能性がある。0.001〜0.01mbar、好ましくは0.001〜0.005mbarおよび200〜300℃、好ましくは220〜280℃の蒸留条件は、二つの軽い成分であるジグリセリドおよびフィトステロールエステルの蒸留を可能にする。
生成物中の他の成分と比較してフィトステロールエステルは溶解度が相当に低く融点が高いために、様々な有機溶媒中に画分を溶解させた後に冷却段階を用意することで、フィトステロールエステルの選択的結晶化がもたらされる。この工程は、フィトステロールエステル濃度の増加を可能にする。
1.1 酵素反応
ナタネ油中でのスチグマステロールからスチグマステロールエステルへのリパーゼ触媒変換は、以下の反応条件を使用して実施した:
4gのスチグマステロールを用いて強化した50mLのナタネ油へ国際特許出願第01/75083号により入手した9gのリパーゼ調製物を添加した。次いでこの反応混合物を60℃へ14時間にわたり加熱した。この期間後、上記に記載したようにサンプルを採取し、n−ヘキサンを用いて希釈し(30μLの反応混合液/600μLのn−ヘキサン)、ガスクロマトグラフィーシステム内に注入した。反応しなかったスチグマステロールの濃度はGCによって測定し、変換率は94%であると計算された。
反応の終了時に、酵素を濾過し、混合物を25℃へ冷却して12時間放置した。
2.1 酵素反応
国際特許出願第01/75083号により入手した100gのリパーゼ調製物および大豆起源からの120gのフィトステロール(0.3〜4%のブラシカステロール、20〜30%のカンパステロール;11〜20%のスチグマステロール;>40%のβ−シトステロールを含有する)を1Lのガラス製攪拌式反応器中の450gのエキストラバージン・オリーブ油へ添加した。この反応混合物を次に50℃へ加熱し、24時間攪拌した。反応の変換率は93%であった。触媒は50℃での濾過によって分離した。濾過した触媒は、120gの未反応フィトステロールを備える450gのエキストラバージン・オリーブ油の新鮮混合物へ添加した。第二バッチは、同様に24時間後に93%の変換率に達した。触媒の濾過を繰り返し、566gの生成物(混合物A)を室温に20時間放置した。
13重量%のフィトステロールエステル、20重量%のジグリセリド、0.1〜1重量%の遊離フィトステロールおよび5重量%の遊離脂肪酸を含有するナタネ油起源から入手した反応混合物を分子蒸留器(径2インチのガラス製実験用装置)へ供給した。初回通過は、遊離フィトステロールおよび遊離脂肪酸の除去を可能にする条件で実施した:180〜200℃および0.01〜0.001mbar。初回通過の残留物は、表7および8に示したように、様々な留出組成物を可能にする種々の条件下で再度供給した。PSEは、フィトステロールエステルを表す。
表7
留出液画分中の留出液質量およびフィトステロールエステル収率
(様々な温度で0.001〜0.005mbar)
蒸留位相でのフィトステロールエステルの90%を得るために必要な条件は260−265℃及び0.001−0.005mbarであることが判明した。
(i)混合物C中のフィトステロールエステル含量を濃縮するために、上記の実施例2に記載したとおりに入手した100mLの混合物Cへ100mLのアセトンを添加した。この混合物を12時間にわたり−20℃へ冷却した。この時間中に、白色固形沈殿物(混合物C1)が油性混合物から沈着した。固形沈殿物(25g)を低温濾過工程において濾過し、低温アセトンを用いて数回洗浄した。
Claims (38)
- 食用油および/または食用脂肪中に溶解または分散させた少なくとも一つのジアシルグリセロールおよび少なくとも一つのフィトステロールおよび/またはフィトスタノールエステルを含む物質の組成物。
- 食用油および/または食用脂肪中に溶解または分散させた1〜99重量%のジアシルグリセロールおよび1〜99重量%のフィトステロールおよび/またはフィトスタノールエステルを含む、請求項1による物質の組成物。
- モノグリセリドをさらに含む、請求項1または2記載の物質の組成物。
- 1〜99重量%のジアシルグリセロール、1〜99重量%のフィトステロールおよび/またはフィトスタノールエステルならびに0〜50重量%のモノグリセリドおよび1〜99重量%のトリアシルグリセロールを含む、請求項2または請求項3記載の物質の組成物。
- 3〜50重量%のジアシルグリセロール、7〜48重量%のフィトステロールおよび/またはフィトスタノールエステルおよび2〜90重量%のトリアシルグリセロールを含む、請求項4記載の物質の組成物。
- 前記フィトステロールがβ−シトステロール、カンペステロール、スチグマステロールおよびブラシカステロールからなる群から選択される、請求項1〜5のいずれか一項記載の物質の組成物。
- 前記フィトスタノールがスチグマステロール、カンペスタノールおよびシトスタノールからなる群から選択される、請求項1〜6のいずれか一項記載の物質の組成物。
- 前記フィトステロールおよび/またはフィトスタノールエステルがC14〜C22、好ましくはC16〜C18飽和もしくは不飽和脂肪酸のエステルである、請求項1〜7のいずれか一項記載の物質の組成物。
- 前記脂肪酸が、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、パルミチン酸およびステアリン酸からなる群から選択される、請求項8記載の物質の組成物。
- ジアシルグリセロールが、1,3−ジ−脂肪酸アシルグリセロールである、請求項1〜9のいずれか一項記載の組成物。
- 食用油が、亜麻仁油、ナタネ油、トウモロコシ油、オリーブ油、カカオ脂、米糠油、大豆油、パーム油、核油、ヒマシ油、綿実油、ヤシ油、ピーナッツ油、ヒマワリ油、アボカド油、ベニバナ油および魚油からなる群から選択される、請求項1〜10のいずれか一項記載の組成物。
- 食用脂肪がバター脂および動物脂肪、特に豚脂からなる群から選択される、請求項1〜10のいずれか一項記載の組成物。
- 請求項1〜12のいずれか一項記載の物質の組成物を含む栄養補助食品。
- 請求項1〜12のいずれか一項記載の物質の組成物を含む健康食品。
- 請求項1に規定した物質の組成物を調製する工程であって、前記工程が:
油および/または脂肪中のフィトステロールおよび/またはフィトスタノールエステルおよびジグリセリドからなる生成物(混合物Aと呼ぶ)を生じさせるために、油および/または脂肪中のフィトステロールおよび/またはフィトスタノールをエステル化するステップを含み、
このとき前記生成物が、主として不飽和脂肪酸のジアシルグリセロール、トリアシルグリセロールおよびフィトステロールおよび/またはフィトスタノールエステルを含む油画分、ならびに主として飽和脂肪酸のジアシルグリセロール、トリアシルグリセロールおよびフィトステロールおよび/またはフィトスタノールエステルを含むペースト状画分である二つの明白に別個の画分を含む工程。 - 前記油画分が重量で約10〜20%の主として不飽和脂肪酸のフィトステロールおよび/またはフィトスタノールエステルを含有しており、そして前記ペースト状画分が重量で約30〜35%の主として飽和脂肪酸のフィトステロールおよび/またはフィトスタノールエステルを含有する、請求項15記載の工程。
- 前記フィトステロールおよび/またはフィトスタノールエステルがC14〜C22、好ましくはC16〜C18飽和もしくは不飽和脂肪酸のエステルである、請求項15〜16のいずれか一項記載の工程。
- 前記脂肪酸が、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、パルミチン酸およびステアリン酸からなる群から選択される、請求項17記載の工程。
- 前記フィトステロールがβ−シトステロール、カンペステロール、スチグマステロールおよびブラシカステロールからなる群から選択され、そして前記フィトスタノールがカンペスタノールおよびシトスタノールからなる群から選択される、請求項15〜18のいずれか一項記載の工程。
- 飽和もしくは不飽和脂肪酸を用いてフィトステロールおよび/またはフィトスタノールのエステルを含有する生成物を入手するための工程であって、前記工程が:
(a)第一生成物(混合物Aと呼ぶ)を生じさせるために油および/または脂肪中のフィトステロールおよび/またはフィトスタノールをエステル化するステップであって、前記第一生成物が二つの明白に別個の画分を含み、第一分画が主として不飽和脂肪酸のジアシルグリセロール、トリアシルグリセロールおよびフィトステロールおよび/またはフィトスタノールエステルを含む油画分であり、そして第二分画が主として飽和脂肪酸のジアシルグリセロール、トリアシルグリセロールおよびフィトステロールおよび/またはフィトスタノールエステルを含むペースト状画分であるステップと;
および
(b)主として飽和脂肪酸のジグリセリド、トリグリセリドおよびフィトステロールおよび/またはフィトスタノールエステルを含む第一生成物(混合物Bと呼ぶ)と、主として不飽和脂肪酸のジアシルグリセロール、トリアシルグリセロールおよびフィトステロールおよび/またはフィトスタノールエステルを含む第二生成物(混合物Cと呼ぶ)とを生じさせるために、前記混合物Aの二つの画分を分離するステップと、を含む工程。 - 混合物Aの二つの画分の分離が遠心分離によって実施される、請求項20記載の工程。
- 混合物B中のフィトステロールおよび/またはフィトスタノールエステルの含量が、重量で少なくとも50%の主として飽和脂肪酸のフィトステロールおよび/またはフィトスタノールエステルを含む生成物(混合物B1と呼ぶ)を形成するためにさらに強化される、請求項21記載の工程。
- 前記混合物Bがヘキサン処理によって強化される、請求項22記載の工程。
- 前記混合物Bが、主として不飽和脂肪酸の実質的純粋のフィトステロールおよび/またはフィトスタノールエステル(重量で少なくとも98%)(混合物B2と呼ぶ)を生じさせるためにトルエン処理によって強化される、請求項22記載の工程。
- 前記混合物C中のフィトステロールおよび/またはフィトスタノールエステルの含量が、重量で少なくとも25%の主として不飽和脂肪酸のフィトステロールおよび/またはフィトスタノールエステルを含む生成物(混合物C1と呼ぶ)を生じさせるためにさらに強化される、請求項20記載の工程。
- 前記混合物Cがアセトン処理によって強化される、請求項25記載の工程。
- 前記混合物Cが、主として不飽和脂肪酸の純粋のフィトステロールおよび/またはフィトスタノールエステル(重量で少なくとも95%)(混合物C2と呼ぶ)を生じさせるためにトルエン処理によって強化される、請求項25記載の工程。
- 請求項20および21の工程により入手された混合物B。
- 請求項22および23の工程により入手された混合物B1。
- 請求項24の工程により入手された混合物B2。
- 請求項20および21の工程により入手された混合物C。
- 請求項20および21の工程により入手された混合物C1。
- 請求項20および22の工程により入手された混合物C2。
- 主として不飽和脂肪酸のジアシルグリセロール、トリアシルグリセロールおよびフィトステロールおよび/またはフィトスタノールエステルを含む、栄養食品または栄養補助食品。
- 主として飽和脂肪酸のジアシルグリセロール、トリアシルグリセロールおよびフィトステロールおよび/またはフィトスタノールエステルを含む、栄養食品または栄養補助食品。
- モノアシルグリセロールをさらに含む、請求項35または36のいずれか一項記載の栄養食品または栄養補助食品。
- 単位剤形、好ましくは錠剤またはカプセル剤である、請求項35または36のいずれか一項記載の栄養食品または栄養補助食品。
- 低コレステロールバター、カカオ脂、無水乳脂肪、アイスクリーム、コーヒー用粉末ミルクおよびクリーム、特別にはチーズのような乳製品、およびその他のコレステロール含有食品のうちのいずれか一つである、請求項35または36のいずれか一項記載の栄養食品。
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