JP2010523133A - テアフラビンの抽出 - Google Patents

Abstract

本発明は、茶を尿素水溶液と接触させる工程を含む、茶からテアフラビンを抽出するための方法であって、Ｒ及びＲ’がＨ及びＧ［Ｇは没食子酸に由来し、且つ、式（２）を有する］から独立に選択される、方法を提供する。特に４つのテアフラビンが式（１）［ＴＦ１ Ｒ＝Ｒ’＝Ｈ；ＴＦ２ Ｒ＝Ｇ、Ｒ’＝Ｈ；ＴＦ３＝Ｈ１ Ｒ’＝Ｇ；及びＲ＝Ｒ’＝Ｇ］を有する。

Description

本発明は、茶からテアフラビンを抽出するための改善された方法に関する。

人気がある２つの茶製品は、紅茶及び緑茶である。一般的には、紅茶を調製するためには、植物であるカメリアシネンシスの新鮮な葉を乾燥させ（摘み取った茶葉の水分を失わせ、芳香における化学的／生物学的変化をもたらす工程）、柔らかくして、発酵させ（本工程では、茶葉中の酵素が大気中の酸素を使用して各種の基質を酸化し、着色された製品を生じさせる）、次いで、高温で乾燥させる（これによって酵素活性を停止させる）。緑茶は、茶葉を発酵させる工程に供することを除いて、紅茶と同一の製造方法によって生産される。部分的な発酵を用いて、「ウーロン」茶として知られる中間タイプの茶が生産される。

テアフラビンは、茶の生産の間に生じるポリフェノールである。ほとんどのテアフラビンは抗酸化剤であることが知られている。したがって、食品、飲料品、及び健康食品業界において、各種の製品におけるテアフラビンの生産及び混入に大きな関心が集まっている。

茶葉は、茶樹から摘み取られる際は、カテキンとして知られるポリフェノールを含有する。これらのカテキンは無色の化合物である。茶葉中の４つの主要なカテキンは、エピカテキン（ＥＣ）、エピガロカテキン（ＥＣＧ）、エピカテキン−３−ガレート（ＥＣＧ）、及びエピガロカテキン−３−ガレート（ＥＧＣＧ）である。テアフラビンは、紅茶の生産のための茶葉の酸化発酵の間に生産される。上述のカテキンは、テアフラビン（ＴＦ）として知られる二量体化合物及びテアルビジン（ＴＲ）として知られる高分子化合物へと酸化生物学的変換する。ＴＦの構造はよく知られており、４つの主要なテアフラビンはテアフラビン（ＴＦ１）、テアフラビン−３−モノガレート（ＴＦ２）、テアフラビン−３’−モノガレート（ＴＦ３）、及びテアフラビン−３−３’−ジガレート（ＴＦ４）として知られており、一般式（１）を有することが認められる。

式中、Ｒ及びＲ’はＨ及びＧから独立に選択され、Ｇは没食子酸に由来し、且つ、式（２）を有する。

特に、４つのテアフラビンは、式（１）を有し、
ＴＦ１は、Ｒ＝Ｒ’＝Ｈであり、
ＴＦ２は、Ｒ＝Ｇ、Ｒ’＝Ｈであり、
ＴＦ３は、Ｒ＝Ｈ、Ｒ’＝Ｇであり、
ＴＦ４は、Ｒ＝Ｒ’＝Ｇである。

紅茶を入れた際の特徴的な橙色及び茶色は、ＴＦ及びＴＲの存在による。それらは、紅茶を入れた際の渋味及びこくも与える。ＴＲは、ＴＦよりもサイズが大きく、且つ、色が濃い。

茶は、世界中で消費されている人気がある安価な飲料品である。その消費は、インド亜大陸において特に多い。一般的に、普通に入れた紅茶自体が健康によい飲料品であることが知られている。それにもかかわらず、世界中において茶の一人当たりの消費量が多いことから、より茶を健康によいものにしようとする試みが多数存在している。これを達成するための１つの方法が、茶中のテアフラビン量を増大させることであった。そのための１つの手法が、茶の酸化プロセスを操作して、テアフラビンの生産を向上させることであった。他の手法は、高品質の紅茶又は茶繊維などの低品質の茶製品からテアフラビンを抽出して、抽出したテアフラビンを紅茶に戻して、さらに高品質の茶を調製することであった。

ＵＳ６１１３９６５（Ｌｉｐｔｏｎ，２０００）は、タンナーゼを用いて緑茶葉のスラリーを処理する工程、前記スラリーを発酵させる工程、前記スラリーから茶葉を除いてテアフラビンを豊富に含む茶液（ティーリカー）と使用後の葉（ドール）とを与える工程、前記ティーリカーを乾燥させてティーリカーに由来するテアフラビンを豊富に含む冷水可溶性茶粉末を生ぜしめ、前記使用後のドールにつき溶媒抽出を一回以上行う工程、抽出物を乾燥してドールに由来するテアフラビンを豊富に含む粉末を生ぜしめる工程、並びにティーリカーに由来するテアフラビンを豊富に含む冷水可溶性茶粉末を、前記ドールに由来するテアフラビンを豊富に含む粉末と混合して、テアフラビンを豊富に含む冷水可溶性茶粉末を生ぜしめる工程を含む、テアフラビンを豊富に含む冷水可溶性茶粉末の製造方法を開示している。

ＵＳ５５３２０１２（Ｌｉｐｔｏｎ，１９９６）は、ティークリームに存在するテアフラビンの天然の混合物に近似したテアフラビン混合物の製造方法であって、（ａ）紅茶から前記ティークリームを得る工程；（ｂ）約１４０°Ｆから２２０°Ｆの温度及び約１５から４０重量％のティークリームの濃度で水にティークリームを可溶化し、ティークリーム溶液を形成する工程；並びに（ｃ）前記ティークリーム溶液を有機液体と混合して、混合液体溶液を形成する工程であって、前記有機液体が、水よりも低い沸点を有し、いかなる割合においても水と混和性であり、且つ、前記可溶化ティークリーム由来のテアフラビン及び水と混合される際に前記混合液体にテアフラビンが好適に抽出されて、前記ティークリームテアフラビンが可溶化されるように疎水性を有するものであり、前記有機液体が、前記混合液体において水９重量部に対して１重量部から水１重量部に対して９重量の量で存在する、工程を含む、方法を開示している。

ＵＳ５５３２０１２ ＵＳ６１１３９６５

本発明者は、テアフラビンを増大させた茶を提供するという課題を解決すべく研究している。本発明者は、高い抽出量を得るには従来技術である既知の方法の問題点、又は分離工程における問題点が存在することを発見した。約２５℃の水を使用して、茶からテアフラビンを抽出すると、得られる最大の収量は約５〜８％程度であった。高温の水（約８０〜８５℃）を使用した際には、約３０〜４０％のテアフラビンが抽出され、使用した高い温度に長時間暴露するとテアフラビンが分解する傾向があった。アルコールなどの有機溶媒を使用した際は、ほぼ１００％のテアフラビンが抽出されたが、下流の分離にある問題が存在した。テアフラビンはアルコール及び酢酸エチルなどの溶媒に高度に可溶性であり、そのため、酢酸エチルなどの溶媒を用いる既知の溶媒抽出技術を使用してアルコールからＴＦを分離することによって、全体としての抽出効率が乏しいものとなった。したがって、本発明者は、茶からのＴＦの抽出を増大する方法を開発することを始めた。

かくして、本発明の主題は、茶からのテアフラビンの抽出量を増大する方法を提供することである。

本発明の他の主題は、単純、経済的、且つ、スケールアップが容易な方法を用いて、茶からのテアフラビンの抽出量を増大する方法を提供することである。

本発明によれば、茶を尿素水溶液と接触させる工程を含む、茶からテアフラビンを抽出する方法を提供する。

本発明、その利点、及び他の態様を、以下の記載においてより詳細に説明する。

本発明は、単純な水性抽出方法である工程を用いる、茶からテアフラビンを抽出する改善された方法に関する。

本発明では「茶」は、テアフラビンを含むカメリアシネンシス・中国種及び／又はカメリアシネンシス・アッサム種に由来する葉原料を意味する。本発明の方法のための適切な原料は、紅茶又はウーロン茶である。紅茶は、高品質の茶並びに紅茶製造中に生産される等級外製品を含む。テアフラビンの抽出のための最も好ましい原料は紅茶である。

完全発酵のプロセスによって生産され、黒／茶色の色を呈する茶が紅茶と称される。生産される大半の茶は、この種類のものである。紅茶の製造技術は、本質的には、茶芽の細胞の完全性を破壊し、それによって基質（ポリフェノール）と酵素（ポリフェノールオキシダーゼ）との混合を可能にする。これによって、大気中の酸素の取り込みと、茶に特徴的な芳香を与える揮発性香味化合物とともに茶に特徴的な酸化ポリフェノール化合物の形成とを伴う、連続的な生化学及び化学反応を開始させる。

発酵が部分的に実施される際には、結果として得られる茶はウーロン茶と称される。

本発明は、茶を尿素水溶液と接触させる工程を含む、茶からテアフラビンを抽出するための方法に関する。固形の茶を固形の尿素に接触させ、存在する尿素の少なくとも幾らかを可溶化するために十分な量の水を添加する方法も本発明の範囲内である。好ましくは、前記尿素は、２から６モル／リットルの範囲の量で水溶液中に存在する。７モル／リットルという高い尿素濃度を使用してもよいが、本発明者は、６モル／リットルという濃度を越える抽出効率における更なる大きな増大は存在しないことを確認した。かくして、水溶液中の最適な尿素濃度は、約６モル／リットルである。

本発明の方法は、好ましくは、十分な水の存在下において実施して、尿素溶液中の茶スラリーを形成する。かくして、尿素水溶液の茶に対する好ましい重量比は、２：１から１００：１、より好ましくは８：１から１００：１の範囲である。

本発明の方法を使用する茶からのテアフラビンの抽出は、好ましくは、２０から５０℃の温度で実施する。

前記抽出は、多くの場合は、約７．５から８のｐＨで実施するが、４から９の範囲における尿素水溶液のｐＨで実施してよい。テアフラビンの良好な抽出は、茶を尿素水溶液に５から１２０分、より好ましくは６０から１２０分の範囲における期間に亘って接触させる際に得られる。

テアフラビンを尿素溶液に抽出すると、そこに含まれるテアフラビンを任意の方法によって分離してよい。適切な方法は、溶媒抽出、膜分離、沈殿、結晶化、及び／又はポリマー吸着剤、シリカ、誘導体化シリカなどを用いる吸着を含む。最も好ましい方法は、酢酸エチル又は同様の極性を有する溶媒を用いる抽出である。

以下の実施例は、説明のために提示するものであり、いずれにおいても本発明の範囲を限定するものではない。

比較例Ａ及びＢ：各種の抽出時間において各種の温度で水を使用する効果
テアフラビンの抽出を、各種の温度条件で水を使用して実施した。テアフラビン抽出サンプルを、各種の抽出時間で回収した。抽出は、茶の水に対する重量比が１：５０である条件で実施した。水溶液中のテアフラビンの量及び茶中のテアフラビンの量を測定する方法を以下に記載する。茶中の全テアフラビンの割合として、抽出されたテアフラビンの量を算出し、そのデータを表１にまとめている。

抽出物中のテアフラビンの量は、可溶化溶液（０．５ｇ／Ｌアスコルビン酸、０．５ｇ／Ｌ ＥＤＴＡ、１０％ｖ／ｖアセトニトリル、及び９０％ｖ／ｖ水）を用いた前記サンプルの適切な希釈の後にＨＰＬＣ分析によって測定した。紅茶中に存在する全テアフラビンのレベルを測定するために、茶を７０％メタノールで１０分間に亘って、５０：１の水の葉に対する比率で、８０から８５℃の温度で抽出する工程を含む、テアフラビンの定量的な抽出を行う方法を用いる。

抽出媒体中のテアフラビンの定量は、２つのサンプル：ａ）抽出媒体、並びにｂ）上述のように７０％のメタノールで再抽出した使用済みの茶の分析を伴う。茶中のテアフラビン全体の最初のレベルは既知であるため、抽出物及び使用済みの茶におけるテアフラビンの測定は完全な物質収支を可能にする。これによって、使用した抽出プロセスの間の任意のテアフラビン分解の定量も可能にする。

テアフラビンレベルは、ＨＰＬＣによって測定される４つのテアフラビン（ＴＦ１、ＴＦ２、ＴＦ３、及びＴＦ４）のレベルの合計である。サンプル中の４つのテアフラビンの量は、３８０ｎｍで検出、４０℃のカラム温度、２０μｌの注入量、及び１ｍＬ／分の流速においてオクタデシルシリカ（Ｃ１８）カラム（Ｎｏｖａ−ｐａｋ（商標） ｅｘ．Ｗａｔｅｒｓ，３．９ｍｍ ｉ．ｄ．×１５０ｍｍ）を用いるＨＰＬＣによって分析する。テアフラビン分析のための移動相は、２％（ｖ／ｖ）酢酸水溶液（移動相Ａ）及びアセトニトリル（移動相Ｂ）であった。８％のＢから６９％のＢへの５０分に亘るグラジエントを使用して、４つのテアフラビンを分離した後に、５分間に亘って８％緩衝液Ａを用いてカラムを平衡化した。純粋なテアフラビンを定量のための標準として使用した。

表１のデータは、８５℃という高温であっても、３６％のテアフラビンのみが水に抽出され得ることを示す。

実施例１から３：各種の抽出時間において各種の温度で尿素水溶液を使用する効果
テアフラビンの抽出を、各種の温度条件下において６モル濃度の尿素水溶液を用いて実施した。テアフラビン抽出サンプルを、各種の抽出時間で回収した。前記抽出は、茶の水に対する重量比が１：５０である条件で実施した。茶中の全テアフラビンの割合として、抽出したテアフラビンの量を算出し、そのデータを表２にまとめている。

表２のデータは、表１のデータと共に見ると、水のみを使用する場合と比較して、尿素水溶液を使用すると、より大量のテアフラビンを抽出することができることを示す。

実施例４から６：抽出に使用する尿素の濃度の効果
各種の濃度の尿素水溶液（２モル濃度から７モル濃度）を使用して、テアフラビン抽出を実施した。前記抽出は、６０分間に亘って、２５℃で、１：５０の茶の水に対する重量比において実施した。茶中の全テアフラビンの割合として、抽出されたテアフラビンの量を算出し、そのデータを表３にまとめている。

表３のデータは、２５℃における非常に良好な抽出が各種の濃度の尿素を用いて得られ、約６Ｍから７Ｍの尿度濃度において高い抽出量が得られることを示す。

実施例１Ａから１Ｄ：抽出された各種の種類のテアフラビンの量
テアフラビンの抽出を、１：５０の茶の水に対する重量比で、２５℃、６０分間に亘って６Ｍ尿素を使用して実施した。茶中の個々のテアフラビン（ＴＦ１からＴＦ４）全体の割合として、抽出された各種のテアフラビン（ＴＦ１からＴＦ４）の量を測定し、そのデータを表４にまとめている。

表４のデータは、本発明の方法によって、全てのテアフラビンが大量に抽出されることを示す。

実施例７から９：茶の水溶液に対する（Ｌ／Ｗ）比率の効果
テアフラビンの抽出を、茶の尿素水溶液に対する各種の重量比（Ｌ／Ｗ比）（１：１０から１：５０）で、２５℃、９０分間に亘って６Ｍ尿素を使用して実施した。茶中の全テアフラビンの割合として、抽出された全テアフラビンの量を算出し、そのデータを表５にまとめている。

表５のデータは、大量のテアフラビンが、広範囲のＬ／Ｗ条件にわたって抽出され得ることを示す。

比較例Ｃ及びＤ、実施例１０：茶の％としての抽出された固体のテアフラビンの収量
比較例Ｃ
１：５０のＬ／Ｗ比で１５分間に亘って８０℃の温度で、水混合物中において５０％エタノールを使用して、茶からテアフラビンを抽出した（工程１）。茶中のテアフラビンの割合として、エタノール−水混合物に抽出されたテアフラビンの量を測定した。その後に、エタノール溶液中のテアフラビンを、酢酸エチルを使用して抽出した。最終的な固体を形成する各工程における抽出効率の結果を、表６にまとめている。

比較例Ｄ
テアフラビンを、酢酸エチルを使用して茶から抽出した。結果を表６に示す。

実施例１０
同様の抽出を、１：５０のＬ／Ｗ比で９０分間に亘って２５℃で６Ｍ尿素溶液をまず使用して実施した（工程１）。茶中のテアフラビンの割合として、尿素溶液に抽出されたテアフラビンの量を測定した。その後に、尿素溶液中のテアフラビンを、酢酸エチルを使用して抽出した。最終的な固体を形成する各工程における抽出効率の結果を、表６にまとめている。

表６のデータは、本発明の方法を使用して高い割合のテアフラビンを固体の形態に単離することが可能であることを示す（実施例１０）。これと比較して、テアフラビンは大量にエタノール水溶液に抽出されるが、既知の下流の処理方法を使用してテアフラビンを固体に単離することが困難である。

かくして、本発明は、単純、経済的、且つ、スケールアップが容易な方法を使用して茶からのテアフラビンの抽出を向上する方法を提供する。

Claims (9)

1. 茶を尿素水溶液と接触させる工程を含む、茶からテアフラビンを抽出するための方法。
2. 前記茶が紅茶又はウーロン茶である、請求項１に記載の方法。
3. 前記水溶液中の尿素濃度が２から６Ｍである、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記水溶液の茶に対する重量比が、２：１から１００：１の範囲である、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記水溶液の温度が２０℃から５０℃である、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記水溶液のｐＨが４から９である、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. ５から１２０分間に亘って前記茶を前記水溶液と接触させる、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記尿素水溶液中のテアフラビンを、酢酸エチルを用いる抽出を使用して分離する、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 茶からテアフラビンを抽出するための、尿素水溶液の使用。