JP2012512653A - フラボノイドに富む柑橘類抽出方法 - Google Patents

Abstract

ジュース抽出プロセスの副産物から柑橘フラボノイド抽出物を抽出し、フラボノイドに富む柑橘抽出物を生成する方法について記載する。本発明による抽出方法は、自然発生のフラボノイド量に影響せずに、リモニン及び／又は苦味物質の量を低減することができる。自然発生のフラボノイドは柑橘ベース又は柑橘ベース以外の飲料に添加することも、単独のジュースとして用いることもできる。

Description

本発明は、概して従来の柑橘ジュース工程の副産物から柑橘フラボノイド抽出物を抽出する方法に関するものである。本発明は、柑橘ベース又は柑橘ベース以外の飲料に添加することも、単独のジュースとして用いることもできる、栄養学的に重要な植物化学物質を高濃度で含む柑橘フラボノイド抽出物にも関するものである。

柑橘果実は人体内で生物活性のある重要な栄養素の貴重な供給源を含むものとしてこれまで認識されてきた。米国特許出願公開第２００２／００６９５３Ａ１号明細書。多くの証拠により柑橘類供給源に含まれる特定の栄養素、例えば、フラボノイド及びリモノイドは、慢性疾患の治癒又は進行を遅延させるために、抗酸化作用、抗癌作用、心血管疾患予防作用、神経保護作用、骨の健康促進作用、抗炎症性疾患作用のような主要な役割を果たす。

オレンジのような柑橘果実は、植物化学物質と称される化合物であって、以下の３つの主要な群に含まれる化合物を含む。これらは、フラボノイド、リモノイド、及びカロテノイドである。フラボノイドは、広く植物に生じるベンゾピラン誘導体の群に属する。フラボノイドは酸素原子を含むヘテロ６員環と融合したベンゼン環で構成される。多くのフラボノイドはグリコシドとしても存在する。柑橘内のフラボノイドはフラボンポリメトキシフラボン（オレンジに含まれる）も含む。この化合物はメトキシ基置換フラボンで表され、柑橘類に特有である。ポリメトキシフラボンについて、動物の（人間の）コレステロール及び脂質を低減させる可能性があり、そして、糖尿病や炎症を治癒する可能性があることが示されてきた。

柑橘フルーツにおける最も主要なフラボノイドは、フラボノイドヘスペリジン、ナリルチン、及びジジミン（オレンジに含まれる）である。フラボノイド化合物は、変性疾患又は感染症の治療に対する利用可能性について研究されてきた。

トリテルペン誘導体は、一般に柑橘果実に生じるリモノイドとして知られている。リモノイドはアグリコンとして存在するか、又はグルコース分子（グルコシド）に結合している。リモノイドは、癌に関係する栄養物の治療や、心血管疾患の治療や、抗ウィルス活性の可能性があるとされてきた。

カロテノイドは、植物及びその他の光合成生物に広く生じるテトラテルペノイド化合物である。オレンジのような柑橘果実のカロテノイドプロファイルは複雑であり、オレンジジュース内のカロテノイドの種類及び濃度を同定することは非常に問題となる。ゼアキサンチン、ルテイン、β−クリプトキサンチン、α−カロテン、及びβ−カロテンは、オレンジジュースに含まれる主要なカロテノイドである。これらのカロテノイドは体内に吸収され利用されうるが、これらの人体内での生物学的効果がこれらの抗酸化活性又はその他の抗酸化活性以外の活性に関連するものなのかは不明である。それにも関わらず、β−クリプトキサンチンの使用により、例えば関節リュウマチのような炎症性疾患や骨粗しょう症のリスクが低減したことに関する確実な動物実験結果が出ている。

フラボン、フラバノン、及びリモノイドを含むフラボノイド化合物のような、有用な自然発生の植物化学物質は、丸ごとの果実又は植物からジュースを絞り、皮、芯、及び／又は他の家畜飼料に有用な廃棄物質とみなされる要素を廃棄してしまう従来のジュース抽出工程では失われていた。また、柑橘類の皮のようなジュース抽出工程における特定の副産物を更に加工して飲料（例えばジュース）用の天然混濁剤を得るとき、植物化学物質は柑橘又は植物ジュースの品質を損なうものとされていたため、自然発生の植物化学物質量は苦味除去工程中に低減又は除去されることが一般的である。

柑橘果実は世界的に重要とされており、成長産業である。オレンジ、タンジェリン、マンダリン、ブラッドオレンジ、グレープフルーツ、レモン、及びライムのような柑橘果実は主としてジュースを得るために利用される。柑橘果実の残渣から生産されるため、副産物産業にも成長の余地がある。柑橘果皮の残渣は主要な副産物であり、最大３０％を占め、細胞、芯、及び膜は副産物産業の他の２０％を占める果実残渣である。多くの場合、このような大量の残渣材料は家畜飼料のみの供給源であるが、他の場合には、糖液、油、Ｄ−リモネン、ペクチン、及びフラボノイドを抽出して使用することもできる。柑橘類残渣の他の用途には、固体エキスを濃縮して樹脂カラム上のいわゆる「不要な成分」を除去することで、官能特性を向上させるといわれている更に高濃度の固体エキスを得ることがある（米国特許出願公開第２００４／００８１７３４Ａ１号明細書）。

例えば、米国特許出願公開第２００６／９１９５０８９Ａ号明細書には、柑橘ジュース抽出工程から柑橘果皮副産物を抽出して、他のジュースと混合するのに適している充填用ジュースとして、又は単独でジュースとして用いられる精製柑橘果皮ジュースを得る工程が記載されている。この文献によれば、果皮ジュースをジビニルベンゼン吸着樹脂の苦味除去カラムに通して、ナリルチン、ヘスペリジン、リモノイドのようなフラボノイドを含む自然発生成分の量をかなり低減する。上記文献では、フラボン及び他の成分はフルーツジュースの品質を損なうものとされている。他方、上記文献は、柑橘果実の果皮は望ましい生物活性化合物に富み、不要な苦味成分を除去する際に望ましい生物活性化合物をも若干除去してしまうことを記載している。

米国特許出願公開第２００６／０１４１１１４Ａ１号明細書は、グレープ及び柑橘果実を含むあらゆる植物材料残渣を加工する工程を記載しており、これにより最初に絞ったジュースに添加することができる二次的なジュースを得ることができる。

米国特許第６，５０６，４２７号は、超混濁（super-cloud）配合物を得る方法を記載している。この方法では、果皮芯（peel core）、芯、細胞、果皮、果実及びこれらの組成物を含む少なくとも１種類の水溶性エキス柑橘固形物を加工して超混濁組成物を含有する残余物を得る。残余物はハイドロコロイド、糖分、タンパク質、フェノール成分、バイオフラボノイド（グリコシドによってエステル化された化合物及び非エステル化化合物）のような残渣を含むが、主として、グレープフルーツ由来のナリンジン又はオレンジ由来のヘスペリジンのような固体結晶内の不溶性ポリフェノール及びバイオフラボノイドを含む。

米国特許第７，１０８，８８７号は、ジュース供給源から自然発生する成分を低減又は除去することで、ジュース供給源を改良する方法を記載する。低減される自然発生成分は、リモノイド、フラボノイド、カロテノイドポリフェノール化合物、及びフラボンを含む。

柑橘ジュース又は柑橘ジュース副産物の加工中、従来技術では相当量のフラボノイドのような植物化学物質が失われていた。これは、ジュースの加工の副産物は廃棄物と考えられてきたことや、植物化学物質成分は混濁剤の品質を劣化させるとされて、副産物抽出処理中の植物化学物質の量をかなり低減するか除去されてきたことが原因である。これらの従来技術における抽出処理では、重要な自然発生の植物化学物質が失われ、除去され、又は低減されるようになっていたので、結果として生産されるジュースは植物化学物質に乏しかった。

今日の技術的観点からみて、本願発明は従来のジュース抽出工程の副産物からフラボノイド柑橘エキスを抽出するための方法を提供する。本方法によって得られるエキスは、フラボノイドに富み、柑橘果実丸ごとの栄養上の利益を得ることができ、更に濃縮柑橘ジュースや、濃縮液由来の普通濃度（single strength）の柑橘ジュースや、濃縮柑橘ジュース製品由来ではない柑橘ジュースや、柑橘類以外の他の飲料のような飲料の相当量に再度添加することができ、また、単独のジュースとして利用することができる。

本発明によれば、柑橘副産物供給源を抽出物の味又は品質を劣化させること無く柑橘フラボノイド抽出物製品に加工することができ、当該柑橘フラボノイド抽出物製品は柑橘果実の重要な植物化学物質を高濃度で保持しており、濃縮柑橘ジュースや、濃縮液由来の普通濃度（single strength）の柑橘ジュースや、濃縮柑橘ジュース製品由来ではない柑橘ジュースや、柑橘類以外の他の飲料に添加することができ、また、単独でジュースとして利用することができる。

本発明の他の目的は、従来の柑橘ジュース又は副産物抽出方法では損なわれていた自然発生のフラボノイド植物化学物質を保持することである。

本発明の他の目的は、改良した柑橘フルーツの加工方法及び製品を提供することであり、当該方法によれば、柑橘ジュース抽出物由来の芯副産物を分離して有用な植物化学物質を抽出することで、フラボノイドに富む柑橘抽出物を得ることができる。

本発明の他の目的は、柑橘フラボノイド抽出物製品を提供することであり、当該製品は、分離したジュース抽出工程由来の芯副産物から抽出され、吸着ポリエステル樹脂に曝されて、フラバノン及びフラボンを含む自然発生フラボノイドの量に影響することなくリモノイドのような苦味物質の量を低減されている。

本発明の他の観点、目的、及び有利な効果は、本発明の好ましい実施形態に関する以下の記載より明らかである。本発明の好ましい実施形態は、特に本明細書に記載する種々の特徴の組み合わせ（記載したもの及び記載しないもの）を含み、また添付の図面には実施形態に関連する情報を示す。

フラボノイド柑橘抽出物を調製するために用いられる方法の概略図である。

図１は、方法１００を示す図である。方法１００では、実質的に未加工の芯要素１１２が上述したような抽出器を用いた従来の柑橘ジュース抽出工程により分離された副産物として生じる。分離された実質的に未加工の芯要素１１２を回収してねじコンベヤーでミルに搬送し、未加工の芯要素１１２を比較的小さい破片に減らして粉砕芯を得る。粉砕された実質的に未加工の芯１１４は、大体サイズが約０．５ｍｍ〜約１．５ｃｍである。あるいは、実質的に柑橘類の果皮要素などのような副産物を用いて柑橘フラボノイド抽出物１２４を生成することもできる。「実質的に」という語は、従来の柑橘ジュース抽出工程による、芯要素１１２又は柑橘果皮などの他の柑橘副産物の少なくとも５０％を指す。

得られた粉砕芯１１４を脱ペクチンタンク１２０に移す。粉砕芯１１４と水との比率は、約５０：５０である。粉砕芯１１４及び水の混合物に対して、酵素１１２を添加する。概して、１００ｐｐｍ濃度の酵素１１２を脱ペクチンタンク１２０に加える。酵素１１２は、ＲＯＨＡＣＥＰＴ（登録商標）ＰＴＥ、又はここで使用可能な類似の種類の酵素である。粉砕芯１１４、水、及び酵素１２２の混合物を摂氏約５０℃で２０分間熱して、液体柑橘フラボノイド抽出物１２４を生成する。柑橘フラボノイド抽出物１２４の濃度は約５．５°Ｂｒｉｘでありうる。

得られた液体フラボノイド柑橘抽出物１２４を仕上げ器１３０に移動させ、固形物１３２を除去する。除去した除去固形物１３２は動物試料の生産に利用することができる。別のミキサー及び仕上げ器の組み合わせを備えて、連続して混合及び仕上げを行い、材料を更に精製し最初のミキサー及び仕上げ器の操作により抽出したフラボノイド抽出物に加えてフラボノイド抽出物を収集することもできる。

続いて、仕上げ器１３０からの液体柑橘フラボノイド抽出物１２４を酵素失活装置１４０に移し、酵素活性を失活させる。概して、柑橘フラボノイド抽出物１２４を、約４〜約８分間、摂氏約９０〜約１００℃で失活させる。

得られた酵素失活加熱済み液体柑橘フラボノイド抽出物１２４をデカンター及び遠心分離領域１５０に移し、懸濁果肉の量を減らすための２つのステップを行う。概して、懸濁果肉１５２をデカンター内で約２〜約６％に減らし、続いて遠心分離によって懸濁果肉１５２を約０．５％〜約１．５％に減らす。懸濁果肉１５２を減らした後、液体柑橘フラボノイド抽出物１２４の温度を摂氏約５０〜約７０度に下げる。

遠心分離領域１５０内の液体柑橘フラボノイド抽出物１２４を１つ又は複数の苦味除去カラム１６０に移して、約１０〜約１８分間かけてリモニンのような不要な苦味成分を減らし、苦味除去液体柑橘フラボノイド抽出物１６２を生成する。この結果、リモニンを１１．８°Ｂｒｉｘ、約０．６〜１６０ｍｇ／リットルに減少させた。リモノイド類に含まれる他の成分、例えばノミリンもこの樹脂によって減らすことができる。典型的な吸着樹脂を苦味除去カラムに用いることができる。市販の吸着システムを苦味除去カラム１６２に用いることも可能である。苦味除去に用いるポリエステル吸着システムは、Ｂｕｃｈｅｒ Ａｌｉｍｅｎｔｅｃｈ Ｐ４９５樹脂である。

得られた苦味除去済み柑橘フラボノイド抽出物１６２は、フラボノイド値を有し、すなわち、１１．８°Ｂｒｉｘに再構成した場合に少なくとも７００から少なくとも５，０００ｍｇ／リットルのフラバノン類を含む。柑橘フラボノイド抽出物内のフラバノンの好ましい量は、１１．８°Ｂｒｉｘに再構成した場合に少なくとも１，５００ｍｇ／リットル〜約４，８００ｍｇ／リットルである。柑橘フラボノイド抽出物内のフラバノンの最も好ましい量は１１．８°Ｂｒｉｘに再構成した場合に少なくとも２，０００〜少なくとも３，０００ｍｇ／リットルである。苦味除去カラム１６０は柑橘果実内に自然発生するフラバノンのようなフラボノイドをほとんど除去しない。オレンジのような柑橘果実にみられるフラボノイド類に属する成分は、例えば、ヘスペリジン、ナリルチン、ジジミン、及びポリメトキシフラボンである。フラボン類、ヘスペリジン、ナリルチン、及びジジミンの各濃度又は全体濃度をＨＰＬＣ法で測定及び検証する。

苦味除去済み柑橘フラボノイド抽出物１６２を殺菌及び濃縮領域１７０に流し込む。柑橘抽出物１６２を温度約９０〜約１００℃で約０．５〜約１．５分間殺菌した。柑橘抽出物１６２は市販のＴ．Ａ．Ｓ．Ｔ．Ｅ．蒸発器内に入れ、６５°Ｂｒｉｘとなるように濃縮した。

柑橘フラボノイド抽出物１６２は、オレンジ、マンダリン、タンジェリン、ブラッドオレンジ、グレープフルーツ、レモン、及びライム等の単独又は組み合わせを含むあらゆる柑橘果実から調製することができる。柑橘果実はこれらに限らない。

得られた液体柑橘フラボノイド抽出物１６２を収集して混合１８０した。任意で、クエン酸を添加してｐＨを所望の値に調節することができる。液体柑橘フラボノイド抽出物１６２をパッケージング及び保存１９０する。液体柑橘フラボノイド抽出物１６２を無菌でパッケージング又は凍結させる。液体柑橘フラボノイド抽出物１６２は、最大２年間の間保存することができる。

液体柑橘フラボノイド抽出物１６２は重要なフラボノイドを高濃度で含有し、これは、濃縮柑橘ジュース、濃縮物由来の普通濃度の柑橘ジュース、濃縮柑橘ジュース由来でない飲料、その他の柑橘ジュース以外の飲料のような飲料に添加することも、単独のジュースとして用いることもできる。

用語、「柑橘」の意味するところは、商業的に重要な種、例えばスイートオレンジ（Ｃｉｔｒｕｓ ｓｉｎｅｎｓｉｓ）、マンダリン及びタンジェリン（Ｃｉｔｒｕｓ ｒｅｔｉｃｕｌａｔａ）、グレープフルーツ（Ｃｉｔｒｕｓ ｐａｒａｄｉｓｉ）、レモン（Ｃｉｔｒｕｓ ｌｉｍｏｎ）、及びライム（Ｃｉｔｒｕｓ ａｕｒａｎｔｉｆｏｌｉａ）の全ての亜種を含む。好ましい柑橘果実は、シャモティ（Ｓｈａｍｏｕｔｉ）オレンジ、バレンシア、ブラッドオレンジ、ハムリン（Ｈａｍｌｉｎ）オレンジ、ペラ（Ｐｅｒａ）、ナベル（Ｎａｖｅｌ）、パイナップル、バレンシア、サルスチアーナ、ブラッド、パーソンブラウンなどであり、単独又は組み合わせて用いられる。

用語「植物栄養素」は、「植物化学物質」としても知られており、植物内に自然発生する化合物であって、人の健康に有益な効果を及ぼすものを言う。植物化学物質については推奨栄養摂取量（ＲＤＡ）は確立されていないため、必須栄養素とは違ってその値は食品の栄養成分表示欄に反映されない。

上述の内容は本出願の好ましい実施形態に関して記載したに過ぎず、当業者は添付の特許請求の範囲によって規定される発明の範囲及びそれらの均等物の範囲から乖離することなく、幾多の改変及び修正を行うことができる。

Claims (19)

1. 柑橘フラボノイドを抽出する方法であり、
   ａ）柑橘ジュース抽出工程由来の芯要素を実質的に分離するステップと、
   ｂ）前記柑橘芯要素を粉砕するステップと、
   ｃ）粉砕した前記柑橘芯要素を酵素により脱ペクチン化して柑橘フラボノイド抽出物を生成するステップと、
   ｄ）前記柑橘フラボノイド抽出物を苦味除去して、自然発生のリモニンの量を減らすステップと、
   ｅ）自然発生のフラボノイドの量を減らすことなく、苦味除去した前記柑橘フラボノイド抽出物を収集するステップと、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法であり、粉砕した前記柑橘芯要素はサイズが約０．５〜約１．５ｃｍであることを特徴とする、方法。
3. 請求項１に記載の方法であり、前記ステップｃ）の後に前記柑橘フラボノイド抽出物内の前記酵素を熱により失活させるステップを更に含む、方法。
4. 請求項１に記載の方法であり、前記ステップｃ）の後に前記柑橘フラボノイド抽出物をデカンテーション及び遠心分離して懸濁果肉の量を減らすステップを更に含む、方法。
5. 請求項１に記載の方法であり、苦味除去する前記ステップは、クロマトグラフィーカラムを通じて柑橘フラボノイド抽出物をポリエステル樹脂と接触させることを特徴とする、方法。
6. 請求項１に記載の方法であり、前記ステップｄ）の後に苦味除去した前記柑橘フラボノイド抽出物を熱で殺菌及び濃縮するステップを更に含む、方法。
7. 請求項６に記載の方法であり、前記苦味除去した柑橘フラボノイド抽出物を６５°Ｂｒｉｘに濃縮することを特徴とする、方法。
8. 請求項１に記載の方法であり、収集された前記柑橘フラボノイド抽出物中に含まれるフラバノン類の量は、１１．８°Ｂｒｉｘに再構成した場合に少なくとも７００ｍｇ／リットルであることを特徴とする、方法。
9. 請求項１記載の方法により生産された、製品。
10. 柑橘フラボノイドを抽出する方法であり、
    ａ）柑橘ジュース抽出工程由来の芯要素を実質的に分離するステップと、
    ｂ）前記柑橘芯要素を粉砕するステップと、
    ｃ）粉砕した前記柑橘芯要素を酵素により脱ペクチン化して柑橘フラボノイド抽出物を生成するステップと、
    ｄ）前記柑橘フラボノイド抽出物内の酵素を熱で失活させるステップと、
    ｅ）前記柑橘フラボノイド抽出物をデカンテーション及び遠心分離して懸濁果肉の量を減らすステップと、
    ｆ）前記柑橘フラボノイド抽出物を苦味除去して、自然発生のリモニンの量を減らすステップと、
    ｇ）苦味除去した前記柑橘フラボノイド抽出物を熱で殺菌及び濃縮するステップと、
    ｈ）自然発生のフラボノイドの量を減らすことなく、殺菌及び苦味除去した前記柑橘フラボノイド抽出物を収集するステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
11. 請求項１０に記載の方法であり、粉砕した前記柑橘芯要素はサイズが約０．５〜約１．５ｃｍであることを特徴とする、方法。
12. 請求項１０に記載の方法であり、苦味除去する前記ステップは、クロマトグラフィーカラムを通じて柑橘フラボノイド抽出物をポリエステル樹脂と接触させることを特徴とする、方法。
13. 請求項１０に記載の方法であり、前記柑橘フラボノイド抽出物を６５°Ｂｒｉｘに濃縮することを特徴とする、方法。
14. 請求項１０に記載の方法であり、収集された前記柑橘フラボノイド抽出物中に含まれるフラバノン類の量は、１１．８°Ｂｒｉｘに再構成した場合に少なくとも７００ｍｇ／リットルであることを特徴とする、方法。
15. 請求項１０に記載の方法により生産した製品。
16. 柑橘フラボノイドを抽出する方法であり、
    ａ）柑橘ジュース抽出工程由来の柑橘果皮要素を実質的に分離するステップと、
    ｂ）前記柑橘果皮要素を粉砕するステップと、
    ｃ）粉砕した前記柑橘果皮要素を酵素により脱ペクチン化して柑橘フラボノイド抽出物を生成するステップと、
    ｄ）前記柑橘フラボノイド抽出物を苦味除去して、自然発生のリモニンの量を減らすステップと、
    ｅ）自然発生のフラボノイドの量を減らすことなく、苦味除去した前記柑橘フラボノイド抽出物を収集するステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
17. 請求項１６に記載の方法により生産した製品。
18. 柑橘フラボノイドを抽出する方法であり、
    ａ）柑橘ジュース抽出工程由来の柑橘果皮要素を実質的に分離するステップと、
    ｂ）前記柑橘果皮要素を粉砕するステップと、
    ｃ）粉砕した前記柑橘果皮要素を酵素により脱ペクチン化して柑橘フラボノイド抽出物を生成するステップと、
    ｄ）前記柑橘フラボノイド抽出物内の酵素を熱で失活させるステップと、
    ｅ）前記柑橘フラボノイド抽出物をデカンテーション及び遠心分離して懸濁果肉の量を減らすステップと、
    ｆ）前記柑橘フラボノイド抽出物を苦味除去して、自然発生のリモニンの量を減らすステップと、
    ｇ）苦味除去した前記柑橘フラボノイド抽出物を熱で殺菌及び濃縮するステップと、
    ｈ）自然発生のフラボノイドの量を減らすことなく、殺菌及び苦味除去した前記柑橘フラボノイド抽出物を収集するステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
19. 請求項１８に記載の方法により生産した製品。

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