JP2009030054A - 色素およびポリ不飽和油の安定化 - Google Patents

Abstract

【課題】植物油および動物油、ならびにアスタキサンチンおよびカンタキサンチンのような色素の、酸化に対する安定化方法の提供。
【解決手段】動植物油に尿素を０．１〜４０重量％添加し、アニシジン値を低減させるのに十分な温度と時間で処理する。さらにトコフェロールやアスコルビン酸のような酸化防止剤を添加する。このようにして安定化された油中にアスタキサンチンまたはカンタキサンチンを混合することにより色素の安定化がなされる。
【選択図】なし

Description

本発明は、植物油および動物油、ならびにアスタキサンチンおよびカンタキサンチンのような色素の安定化方法に関する。本発明は、サケ科魚類用飼料およびサケ科魚類用飼料中の色素の作用を最適化するための方法にも関する。

水産養殖産業に関しては、サケおよびマスのような養殖魚が自然のままでは野生種と同様の強い赤色に達しないということは、経済的問題であった。多量の赤色の色素が人工的に供給されない場合には、このような養殖魚は薄赤色であり、したがって野生魚と同様には顧客に魅力的ではない。
今日、魚肉をより赤くするために、アスタキサンチンおよびカンタキサンチンのような色素が魚用飼料に添加されている。

市販のアスタキサンチン製品は非常に高価で、それらの生物学的な保持率は非常に低い（典型的には１０〜１２％）。さらに、アスタキサンチンはどちらかといえば不安定な化合物であって、これはもちろん欠点である。アスタキサンチンの低い安定性は、酸化によるものである。市販の色素製品は、酸化を回避または低減するように処方されている。アスタキサンチンに関する典型的な一つの処方物は、ゼラチンおよびデンプンを有する。しかしながら、用いられる処方物はしばしば、色素の生物学的な利用可能性に関して最適ではなく、高度の安定性と改良された生物学的な利用可能性とを併有する新規の処方物は、水産養殖産業に多大の経済効果をもたらすであろう。したがって、生物学的参入に関して処方物をより最適にする可能性、ひいては、かなりの経済的節減の可能性を生じ得るので、より安定な色素が強く望まれている。

水産養殖産業に関するもう一つの問題は、酸化による飼料中の脂肪成分の分解および低い品質である。魚用飼料中の主要脂肪源である海産脂肪が酸素と反応すると、先ず、過酸化物のような一次酸化物質が作られる。ポリ不飽和脂肪からの過酸化物は不安定で、変換により容易に二次酸化物質に分解される。

二次酸化物質はアルデヒドおよびケトンのような化合物の複合群である。二次酸化物質の量を分析するためには、アニシジン値を測定する。アニシジン数は、化学物質アニシジンと脂肪中のアルデヒドとの反応の間に現れる色の強度である。アニシジン値は、単位名なしで示される。

酸化のレベルは、しばしば、ｔｏｔｏｘ値として示される。ｔｏｔｏｘ値は、アニシジン値を加えた過酸化物価の２倍である。
魚用飼料に関しては、魚の最適な成長を保証するために、２０より低いｔｏｔｏｘ値を有する油が用いられるべきである。現在では、２０より低いｔｏｔｏｘ値を有する油を提供することは難しい。３０までのｔｏｔｏｘ値を有する油が利用可能である。酸化を低減することにより、栄養的に許容できない油を、飼料中の脂肪源として利用可能にすることができる。これは、魚油の供給が限定されているので、水産養殖産業には非常に高く評価されると考えられる。

脂肪の酸化は、海産物油以外の植物油および動物油のような脂肪源に関しても問題である。
魚油を尿素で処理することにより酸化が大幅に低減される、ということが意外にも判明した。さらに驚くべきことに、尿素で処理した魚油中に保持されるアスタキサンチンの酸化はかなり低減される、ということが見出された。

本発明の主な目的は、酸化に関して植物油および動物油を安定化するための方法を提供することである。
本発明のもう一つの主目的は、酸化に関して、アスタキサンチンおよびカンタキサンチンのような色素を安定化するための方法を提供することである。
さらに、貯蔵安定性／分解、ならびに色素の生物学的作用に関して改良されたサケ科魚類用飼料を提供することが、本発明の一目的である。
本発明のさらに別の目的は、サケ科魚類用飼料中の色素の作用を最適化するための方法を提供することである。

これらおよびその他の目的は、付随する請求項１〜１５に定義したような尿素を用いた処理またはその存在によって得られる。

本発明による好ましい特徴は、油が尿素で処理され、押出し加工の前または後に飼料に添加されることである。油は、尿素の存在下で加熱されることにより、または尿素の水性混合物と反応することにより処理される。もう一つの好ましい特徴は、尿素が、水性相または固体形態で、飼料混合物に直接添加されることである。

実施例および付属の図１〜図５により、本発明を以下でさらに説明する。実施例は単に例示を意図したものであり、本発明はそれらに限定されない。

実施例１
５％尿素を魚油に添加し、撹拌しながら次第に１４０℃に加熱して、油中に尿素を溶解させた。尿素の融点は１３２．７℃である。加熱中に、２０、６０、８０、１２０、１３０および１４０℃で分析用標本を採取した。加熱後、油混合物を冷却した。結晶化は、約１３３℃で観察された。室温で、分析用標本を同様に採取した。標本を濾過し、アニシジン値に関して分析した。アニシジン値は、アニシジンと油中のカルボニル化合物（即ちアルデヒド）との間の化学反応により生じる色の強度に関連する。"European Pharmacopoeia in the monograph for Cod-liver oil（type A）"（3rd Edition, monograph 1998; 1192）により示されたのと同じ分析手法を用いた。

尿素の添加前に、魚油はアニシジン値２１を示した。前記のように油を１４０℃に加熱すると、アニシジン値は次第に減少した。室温に冷却した時、アニシジン値は１０であった。これらの結果を図１に示す。

実施例２
５％尿素を１００ｇの魚油に添加し、１４０℃に加熱し、冷却した。この油混合物を、室温で３５日間、磁気攪拌により連続的に撹拌した。しばしば、分析用に標本を採取した。
比較のために、１００ｇの魚油を室温で３５日間、磁気攪拌により連続的に撹拌した。しばしば、分析用に標本を採取した。

"European Pharmacopoeia in the monograph for Cod-liver oil（type A）"（3rd Edition, monograph 1998; 1192）により示された方法にしたがって、標本を濾過し、アニシジン値（ｐ−Ａｖ）に関して分析した。
試験開始時に、対照はアニシジン値２１．５を示した。尿素で油を処理すると、アニシジン値は６．５に低減した。対照は、漸増するアニシジン値を示し、３４日目に、アニシジン値は３８であった。尿素で処理した魚油に関するアニシジン値は、３４日目には１０であった。これらの結果を図２に示す。

実施例３
５％尿素を５００ｇの魚油に添加し、１４０℃に加熱し、室温に冷却した。
１Ａ）２００ｐｐｍトコフェロール、５０ｐｐｍアスコルビン酸および１００ｐｐｍアスタキサンチンを、尿素処理した魚油１００ｇに添加した。
１Ｂ）２００ｐｐｍトコフェロール、２００ｐｐｍアスコルビン酸および１００ｐｐｍアスタキサンチンを、尿素処理した魚油１００ｇに添加した。
１Ｃ）１００ｐｐｍアスタキサンチンを、尿素処理した魚油１００ｇに添加した。

２Ａ）２００ｐｐｍトコフェロール、５０ｐｐｍアスコルビン酸および１００ｐｐｍアスタキサンチンを、魚油１００ｇに添加した。
２Ｂ）２００ｐｐｍトコフェロール、２００ｐｐｍアスコルビン酸および１００ｐｐｍアスタキサンチンを、魚油１００ｇに添加した。
２Ｃ）１００ｐｐｍアスタキサンチンを、魚油１００ｇに添加した。

油の標本１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、２Ａ、２Ｂおよび２Ｃを氷水中の超音波浴中に１時間入れて、酸化防止剤（トコフェロールおよびアスコルビン酸）およびアスタキサンチンを溶解させた。均一になった標本を、空気が連続的に流通する７５℃の加熱浴に入れた。毎時間、標本を採取した。これらの標本を濾過し、分光光度計で４９０ｎｍで測定した。測定結果を％Ａｂｓで示す。

％Ａｂｓは、ゼロに対する相対値であり、この場合、ゼロは実験開始時の量を指す。したがって、物質が分解されると、％Ａｂｓ値は負になる。実験温度でのその物質のより高い溶解度のために、その値が最初に増大することもあり得る。

これらの実験は、魚油へのトコフェロールとアスコルビン酸の添加によりアスタキサンチンの分解が低減され得ることを示した。尿素で魚油を予備処理した場合、分解はかなり著しい。予備処理した油に添加したトコフェロールおよびアスコルビン酸は、さらなる安定化作用を示した。これらの結果を図３に示す。

１Ａ、１Ｂ、２Ａおよび２Ｂのアスコルビン酸は、アスコルビルパルミテートまたはアスコルビン酸のその他の誘導体と置換可能であり、尿素のみで処理した魚油と比較して改良された防御も示す。

実施例４
ＣＰ溶液（ＣＰ−カロフィルピンク（Carophyl Pink））：０．６ｇのエマルゲータ（emulgator）（グリセリルポリエチレングリコールリシノレエート）、１．２５gのカロフィルピンク（Hofmann La Rocheからの市販アスタキサンチン製品）および１０．６ｇの水をＮ₂存在下のフラスコに添加し、５０℃に加熱した。この溶液は、１００ｐｐｍアスタキサンチンを含有する。

１）５ｇの尿素および１．２５ｇのＣＰ溶液を約５０℃の温度で９５ｇの魚油に添加した。この油混合物を１４０℃に加熱し、室温に冷却した。
２）５ｇの尿素および１．２５ｇのＣＰ溶液を約５０℃の温度で９５ｇの魚油に添加した。この油混合物を１４０℃に加熱し、室温に冷却した。沈澱尿素を油混合物から濾し取った。この油混合物は、１ｋｇあたり５７０ｍｇの窒素を含有した。
３）１．２５ｇのＣＰ溶液を約５０℃の温度で、絶えず撹拌しながら、１００ｇの魚油に添加した。この魚油は、１ｋｇあたり５４ｍｇの窒素を含有した。

２００ｐｐｍのトコフェロールおよび２００ｐｐｍのアスコルビン酸を１）および２）に添加した。フラスコを、均質化のために氷水中の超音波浴中に１時間入れた。均質になった油標本を、連続して空気が流通する７５℃の加熱浴中に入れた。毎時間、標本を採取した。これらの標本を濾過し、分光光度計で４８０ｎｍで測定した。

２）は、アスタキサンチンの酸化に関して１）と同じ特性を示した。２５時間後、油は色素の酸化に対するいかなる徴候も示さなかった。５時間後、３）のアスタキサンチンは酸化を開始し、それは１５時間後に完全に分解された。これらの結果を図４に示す。

実施例５
５ｇの尿素を５ｇの水に溶解させた。水は、６％のエマルゲータ（グリセリルポリエチレングリコールリシノレエート）を含有していた。この溶液（１０重量％）を、魚油（１００ｇ）とともに室温で１５分間撹拌した。分析の結果は、アニシジン値が１４．５から７．２に低減したことを示した。

魚油に水（６％エマルゲータ含有）のみを添加して、同様の実験を実施した。室温で１５分間攪拌後、油のアニシジン値は１４．５で、即ち変化は起きなかった。
したがって、尿素はアルデヒドと反応してアニシジン値の低減を引き起こす化合物である、と推測され得る。

実施例６
実験１）アスタキサンチン（１００ｍｇ／ｇ）を、５％尿素で処理しておいた魚油中に１４０℃で溶解させた。１００ｇのこの油に７０℃で空気を吹き込んだ。

実験２）アスタキサンチン（１００ｍｇ／ｇ）を、未処理魚油に添加した。１００ｇのこの油を、５ｇの尿素および５ｇの水と混合した。水は、６％のエマルゲータ（グリセリルポリエチレングリコールリシノレエート）を含有した。混合物に空気を吹き込んだ。

前の実験から予測されるように、実験１）におけるアスタキサンチン濃度は数時間の間、安定であった。しかしながら、実験２）の油相中のアスタキサンチンは、より長い期間でさえも安定であった。これを図５に示す。これは、油が水性尿素で効果的に処理され得るということを意味する。

実施例７
押出生成物中の算出されたアスタキサンチン濃度が１０２ｍｇ／ｋｇとなるように、押出前にアスタキサンチンの市販処方物（カロフィルピンク、Roche）を飼料混合物に添加したが、但し、この工程中は分解は起きなかった。押出生成物の分析の結果、５６．０ｍｇ／ｋｇの濃度を生じた。飼料混合物中の油を尿素で前処理した油（油および５％尿素を１４０℃に加熱し、室温に冷却後に油を濾過したもの）と置き換えた場合、押出生成物は７０．２ｍｇ／ｋｇのアスタキサンチンを含有した。

同様に、同一濃度の精製アスタキサンチンを含有する飼料混合物を押出した。押出し後、未処理魚油を有する標本は、２６．０ｍｇ／ｇのアスタキサンチンを含有したが、一方、尿素処理魚油を有する標本は、３２．２ｍｇ／ｇのアスタキサンチンを含有した。
これらの実験は、尿素処理魚油の添加が魚用飼料の押出し中にアスタキサンチンが分解しないようにする、ということを示す。

実施例８
２３．８の初期アニシジン値を有する１００ｇの魚油を、５％尿素と一緒に撹拌し、１４０℃に加熱した。この温度に達した後、油を室温に冷却した。この油の標本のアニシジン値は２２．９と分析された。
１００ｇの同一の魚油の標本を同様の方法で処理したが、但し、油を１４０℃で２０分間保持した後に、冷却した。室温に冷却後のこの油のアニシジン値は、６．５であった。

これは、所望の方法で油が尿素と反応するには一定時間を要することを示す。正確な時間は、油の組成および質に依存する。１４０℃の温度は強制的ではない。実施例１（図１）に示したように、アニシジン値の低減は低温でも観察される。油を尿素と十分な時間反応させることにより、アニシジン値の有意の低減が低温でも得られる。さらに、５％尿素の量は強制的ではなく、油の質に依存しており、ずっと少量で十分である。残りの実施例では、便利であるというだけのために、油は１４０℃で５％の尿素で処理される。他の温度、濃度および加熱時間は、色素の安定性に関しては同様の結果を生じ得る。

実施例９
以下のすべての実験において、「水」とは、６％エマルゲータ（グリセリルポリエチレングリコールリシノレエート）を含有する水を意味する。

０．５ｇの尿素および０．５ｍｌの水を１００ｇの魚油（アニシジン値２３）と一緒に周囲温度で撹拌した。２０分後、油のアニシジン値は９．０に低減し、２時間後には、それは８．３に低減した。
前記と同様に０．５ｇの尿素、５．０ｍｌの水および１００ｇの同一の油を用いて、同一の実験を実施した。２０分後、油のアニシジン値は７．９に低減し、２時間後には、アニシジン値は７．８に低減した。
５．０ｇの尿素および５．０ｍｌの水を用いて、同一の実験を実施した。アニシジン値は、２０分後および２時間後には、それぞれ５．７および２．３であった。

実施例１０
１．０ｇの尿素を１００ｇの魚油（アニシジン値２３）と一緒に撹拌し、１４０℃に加熱した。この温度に達した時点および３０分後に標本を採取した。アニシジン値は、それぞれ２３および８．９と分析された。
５ｇ尿素を用いて、同一の実験を実施した。アニシジン値は、温度が１４０℃に達した時点では１７、この温度で３０分後には６．９と分析された。

そして前記の実施例に記載したように油に直接にというだけでなく、多数の方法で尿素を添加し得る。飼料の製造に関していえば、例えば押出し中に、真空被覆、噴霧被覆により、そして油浴により尿素を添加し得る。尿素は、水相中でまたは固体形態でも添加し得る。

飼料中の重要成分であるあら粉は、海産物または野菜である。典型的には約１０％の脂肪を含有する魚粉は、魚用飼料中に一般的に用いられる。しかしながら、魚粉からの脂肪は、強く酸化される。したがって、飼料混合物中に色素を混入する前に、本発明により尿素で処理した油をあら粉に添加するのが好ましい。

酸化を低減し、したがって製造工程中の脂肪および色素の質を改良するほかに、本発明は、飼料のための貯蔵期間の延長を包含する。酸化に関する色素の安定性は、如何に長期間飼料を貯蔵し得るかを決定する一因子である。改良された安定性を有する色素は、長い貯蔵期間を有する飼料を生じる。これは、より多量のストックを築き得るという利点をもたらす。その点で、飼料製造産業は、例えば製造停止で損害を蒙ることがなくなる。

したがって、本発明により、尿素で処理された油および尿素処理した油と接触したままである色素は、未処理油および尿素処理油と接触していない色素よりも、酸化に、そしてそれにより分解に曝されにくい、ということが実証された。さらに、本発明は、あらゆる他の同様の既知の飼料より長く貯蔵される能力を有する飼料、ならびに色素の効果があらゆる従来の既知の飼料よりも高い飼料をも開示する。

図１は、尿素で処理した魚油の異なる温度での二次酸化物質に関する酸化に関しての図である。 図２は、尿素処理していない魚油の酸化と比較した尿素処理魚した油の二次酸化物質に関する酸化に関しての図である。 図３は、尿素および種々の酸化防止剤で処理した魚油中のアスタキサンチンの酸化を、尿素処理はしていないが、種々の酸化防止剤で処理した魚油中に保持されたアスタキサンチンの酸化と比較した図である。 図４は、尿素処理した魚油中のアスタキサンチンの酸化を、尿素処理し、未溶解尿素を除去した魚油中のアスタキサンチンの酸化と比較した図である。魚油のみの対照におけるアスタキサンチンの酸化も示す。 図５は、異なる尿素処理魚した油中のアスタキサンチンの酸化に関する図である。

Claims (15)

1. 植物油または動物油の安定化方法であって、該油がアニシジン値を低減させるのに十分な時間尿素で処理される、該方法。
2. 前記油が、０．１〜４０重量％の尿素と反応させる、請求項１に記載の方法。
3. 前記油が、０．５〜５重量％の尿素と反応させる、請求項２に記載の方法。
4. 前記油が、１以上の酸化防止剤で処理される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記酸化防止剤が、トコフェロールおよび／またはアスコルビン酸である、請求項４記載の方法。
6. 前記酸化防止剤が、トコフェロールおよび／またはアスコルビルパルミテートである、請求項４記載の方法。
7. 前記油が、前記処理後で、押出し加工前または後にサケ科魚類用飼料に添加される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. アスタキサンチンまたはカンタキサンチンである色素の安定化方法であって、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法による尿素で処理された油中に、該色素を混合することを特徴とする方法。
9. ２５〜７０重量％のタンパク質、５〜６０重量％の脂質、０〜４０重量％の炭水化物、および色素を、０〜１５重量％の１つまたはそれ以上の付加的な成分と組合せて包含するサケ科魚類用の飼料であって、一部のまたはすべての脂質が、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法による尿素により処理された、１つまたはそれ以上の海産物油および／または植物油であることを特徴とする飼料。
10. 前記付加的成分が、充填剤、接着剤、防腐剤、ビタミンまたはミネラルから選択される、請求項９に記載の飼料。
11. タンパク質、脂質、炭水化物、および色素を包含する成分を、１つまたはそれ以上の付加的な成分と組合せた成分の混合物から製造されるサケ科魚類用の飼料の中の色素の安定化方法であって、一部のまたはすべての脂質を請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法による尿素によって処理することを特徴とする、方法。
12. 前記付加的成分が、充填剤、接着剤、防腐剤、ビタミンまたはミネラルから選択される、請求項１１に記載の方法。
13. 色素の添加の前に、尿素で処理された脂質を添加することを特徴とする、請求項１１または１２に記載の方法。
14. サケ科魚類用飼料の製造のための、請求項１〜７のいずれか1項の方法による、尿素処理された、１つまたはそれ以上の海産物油および／または植物油の使用。
15. 前記油が１以上の酸化防止剤によって処理された、請求項１４に記載の使用。

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