JP2013215155A - 難水溶性ポリフェノール類の糖付加物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】次の工程(1)、(2)及び(3):
(1)水性媒体の存在下、ラムノシド構造を有する難水溶性ポリフェノール類(A)を100〜180℃で加熱処理し、加熱処理液を得る工程、
(2)得られた加熱処理液に対し、加熱処理後300分以内にラムノース脱離反応を開始し、ラムノースが脱離した難水溶性ポリフェノール類(A’)を含む反応液を得る工程、及び
(3)得られた反応液に糖供与体(B)及び糖転移酵素を添加し、糖転移反応によりラムノースが脱離した難水溶性ポリフェノール類の糖付加物を得る工程、を含む難水溶性ポリフェノール類の糖付加物の製造方法。
【選択図】なし
Description
しかしながら、ポリフェノールには難水溶性のものが多く、それらを清涼飲料等の水性食品へ使用することは難しい。
したがって、本発明の課題は、難水溶性ポリフェノール類からその糖付加物を効率よく製造する方法を提供することにある。
(1)水性媒体の存在下、ラムノシド構造を有する難水溶性ポリフェノール類(A)を100〜180℃で加熱処理し、加熱処理液を得る工程、
(2)得られた加熱処理液に対し、加熱処理後300分以内にラムノース脱離反応を開始し、ラムノースが脱離した難水溶性ポリフェノール類(A’)を含む反応液を得る工程、及び
(3)得られた反応液に糖供与体(B)及び糖転移酵素を添加し、糖転移反応によりラムノースが脱離した難水溶性ポリフェノール類の糖付加物を得る工程、を含む難水溶性ポリフェノール類の糖付加物の製造方法を提供するものである。
具体的には、ルチン、ケルシトリン、ミリシトリン、ヘスペリジン、ネオヘスペリジン、ナリンギン、又はこれらの誘導体が挙げられる。上記誘導体としては、アセチル化物、マロニル化物、メチル化物が例示される。なかでも、原料の溶解性の低さから、ラムノシド構造を有するフラボノール類及びフラバノン類が好ましく適用でき、ラムノシド構造を有するフラバノン類がより好ましく、ルチン、ヘスペリジンが更に好ましい。当該ラムノシド構造を有する難水溶性ポリフェノール類は、1種であっても、2種以上の混合物であってもよい。
加熱処理の温度は、100〜180℃であるが、110〜170℃がより好ましく、120〜160℃が更に好ましく、120〜150℃が更に好ましい。100℃以上において大幅な溶解性の向上が達成され、また、180℃以下において原料のラムノシド構造を有する難水溶性ポリフェノール類(A)の安定性が確保される。加熱の手段は、例えば、水蒸気、電気が挙げられる。
流通式処理方式で行う場合、加熱処理の時間は、処理器の高温高圧部の体積を水性媒体の供給速度で割ることにより算出される平均滞留時間を用いる。
すなわち、原料のラムノシド構造を有する難水溶性ポリフェノール類(A)と可溶化剤(C)の関係は、
0≦(C)/((A)+(C))<0.1
と表すことができる。
反応生成物の精製負荷軽減の点という観点からは、上記質量比は0.09以下が好ましく、0.07以下がより好ましく、0.05以下が更に好ましく、0.04以下が更に好ましく、0、すなわち可溶化剤(C)が存在しない条件が殊更好ましい。
ラムノース脱離反応は、加熱処理液にラムノシダーゼ活性を有する酵素を添加し、ラムノシダーゼ活性を発現する反応温度に設定することにより開始する。
加熱処理後からラムノース脱離反応の開始までの時間は、ラムノース脱離反応率向上の点から、0.1〜300分が好ましく、更に0.1〜180分が好ましく、更に1〜120分が好ましく、1〜60分が好ましい。
ラムノシダーゼ活性を有する酵素は、その起源に限定はなく、動物由来、植物由来、微生物由来等のすべての由来のものを使用することができる。さらに、遺伝子組み換え技術、部分加水分解等による人工酵素であってもよい。
また、当該酵素の形態は特に限定されず、酵素蛋白質の乾燥物、酵素蛋白質を含む粒子、及び酵素蛋白質を含む液体等を用いることができる。
反応時間は、ラムノシダーゼ活性を有する酵素の種類等によって異なるが、ラムノシド構造を有する難水溶性ポリフェノール類(A)のラムノース脱離率向上の点、後述のラムノースが脱離した難水溶性ポリフェノール類(A’)の糖付加物の生産性向上の点から、例えば、0.5〜120時間が好ましく、更に1〜100時間、更に2〜20時間が好ましい。
この糖付加反応は、ラムノースが脱離した難水溶性ポリフェノール類(A’)の水溶性が高まっているため、工程(2)のように、反応開始の時間に制限はない。
糖供与体(B)の具体例としては、澱粉、デキストリン、シクロデキストリン、マルトオリゴ糖等の澱粉部分加水分解物、キシロオリゴ糖、フラクタン、アラビノガラクタン、プルラン、ラフィノース、又はこれらの含有物等が挙げられる。
糖転移酵素の具体例としては、シクロマルトデキストリングルカノトランスフェラーゼ、デキストリンデキストラナーゼ、アミロスクラーゼ、デキストランスクラーゼ、α−グルコシダーゼ、β−グルコシダーゼ、α−ガラクトシダーゼ、β−ガラクトシダーゼ、α−アミラーゼ、キシラナーゼ、プルラナーゼ、アラビノフラノシダーゼ等が挙げられる。
また、糖転移酵素の形態は特に限定されず、酵素蛋白質の乾燥物、酵素蛋白質を含む粒子、及び酵素蛋白質を含む液体等を用いることができる。
5mM Tris−HCl緩衝溶液(pH7.5)、0.05%(w/v)アミロース、および酵素を含む液100μLを30℃、30分間反応させた後、ヨウ素溶液(1mg/mL KI,0.1mg/mL I2 ,3.8mM HClを含む)2mLを添加して反応を停止し、波長660nmにおける吸光度を測定して定量する。1分間に吸光度を1%低下させる酵素量を1ユニット(U)とする。
難水溶性ポリフェノール類の測定は、日立製作所製高速液体クロマトグラフを用い、インタクト社製カラムCadenza CD−C18 (4.6mmφ×150mm、 3μm)を装着し、カラム温度40℃でグラジエント法により行った。移動相A液は0.05mol/L酢酸水溶液、B液はアセトニトリルとし、1.0mL/分で送液した。グラジエント条件は以下のとおりである。
時間(分) A液(%) B液(%)
0 85 15
20 80 20
35 10 90
50 10 90
50.1 85 15
60 85 15
試料注入量は10μL、検出はルチン類は波長360nm、ヘスペリジン類は波長283nmの吸光度により定量した。
日本工業規格 Z7260−107記載のフラスコ振盪法に従って測定した。まず1−オクタノールと蒸留水を25℃で24時間振とうして平衡化させた。次いで蓋付きガラス瓶にポリフェノール10mgを量りとり、平衡化させた1−オクタノールと蒸留水をそれぞれ4mLずつ加え、25℃で4日間振とうした。遠心分離により1−オクタノール相と水相を分け、上記[難水溶性ポリフェノールの測定]と同様にしてHPLCにより各相のポリフェノール類の濃度を測定した。2相間の分配係数の常用対数を取った値をlogP値とした。
蒸留水とラムノース脱離反応終了後の反応液のpHを25℃にて測定した。
工程(2)における転化率は次式(1)により算出した。
転化率[%]=(工程(2)終了時のラムノースが脱離した難水溶性ポリフェノール類(A’)濃度)/(工程(2)開始時のラムノシド構造を有する難水溶性ポリフェノール類(A)濃度)×100 (1)
工程(2)、(3)を通した、ラムノースが脱離した難水溶性ポリフェノールの糖付加物の収率は次式(2)により算出した。
収率[%]=(工程(3)終了時のラムノースが脱離した難水溶性ポリフェノール類の糖付加物濃度)/(工程(2)開始時のラムノシド構造を有する難水溶性ポリフェノール類(A)濃度)×100 (2)
ヘスペリジン製剤(ヘスペリジン「ハマリ」(商品名)、浜理薬品工業(株)製、ヘスペリジン(HES)含有量90%)を蒸留水(pH6.5)に10g/Lの濃度で分散し、スラリー供給タンク内で均一攪拌した。内容積100mLのステンレス製流通式処理器(日東高圧(株)製)に、スラリー供給タンク内の液を100mL/分で供給し、150℃で加熱処理を行った(平均滞留時間1分)。処理器内の圧力は出口バルブにより0.6MPaに調整した。処理器出口から加熱処理液を抜き出し、熱交換器により25℃まで冷却し、孔径7μmの金属焼結フィルターを通した後、出口バルブで圧力を大気圧に戻して加熱処理液を得た。150℃から90℃までの冷却時間から求めた冷却速度は8℃/sであった。
ヘスペリジン製剤を0.0279gと蒸留水10mLをガラス瓶に入れた。ヘスペリジンは2.5g/Lであるが懸濁状態であった。ヘスペリジナーゼ0.005gを添加して実施例1と同様にラムノース脱離反応および糖転移反応を行った。
ヘスペリジン製剤10g/Lに代えてルチン製剤((株)常磐植物化学研究所製、ルチン含有量100質量%)を5g/Lとした以外は実施例1と同様に加熱処理液を得た。
加熱処理終了時点から5分後に、得られた加熱処理液10mLをガラス瓶に入れ、ナリンギナーゼ(天野エンザイム(株)製、商品名ナリンギナーゼアマノ)0.01gを添加した。ラムノース脱離反応開始時の反応液中のルチン濃度は5.0g/Lであり、25℃における水への溶解度(0.03g/L)よりも顕著に高い過飽和溶解状態であった。反応液を50℃においてロータリーシェーカーで70r/minで7時間振盪した。ガラス瓶を沸騰水中に1分間浸漬させることにより酵素を失活させて反応を停止させた。
反応停止から10分後に、γ-シクロデキストリン0.2gとコンチザイム0.5mLを添加し、50℃においてロータリーシェーカーで70r/minで5時間振盪することにより糖転移反応を行った。ガラス瓶を沸騰水中に1分間浸漬させることにより酵素を失活させて反応を停止させた。
ルチン製剤を0.05gと蒸留水10mLをガラス瓶に入れた。ルチンは5.0g/Lであるが懸濁状態であった。ナリンギナーゼ0.01gを添加して実施例2と同様にラムノース脱離反応および糖転移反応を行った。
加熱処理温度を120℃、圧力を0.3MPaとした以外は実施例2と同様に加熱処理液を得た。実施例2と同様にラムノース脱離反応を行った。反応液中のルチン濃度は5.0g/Lであるが僅かに懸濁した状態であった。
実施例2で得られた加熱処理液10mLをガラス瓶に入れて静置した。加熱処理終了時点から180分後に実施例2と同様にラムノース脱離反応を行った。反応液中のルチン濃度は5.0g/Lであるが懸濁した状態であった。
実施例2で得られた加熱処理液10mLをガラス瓶に入れて静置した。加熱処理終了時点から360分後に実施例2と同様にラムノース脱離反応を行った。反応液中のルチン濃度は5.0g/Lであるが懸濁した状態であった。
他方、比較例1及び2では、ラムノース脱離反応開始時のヘスペリジンやルチンの溶解量が低く懸濁状態であるため、ラムノース脱離反応及び転移反応の転化率は低かった。比較例3では、加熱処理終了直後はルチンやヘスペリジンが溶解していたが、加熱処理から360分経過した後は懸濁状態であり、その後の反応率は低かった。
Claims (7)
- 次の工程(1)、(2)及び(3):
(1)水性媒体の存在下、ラムノシド構造を有する難水溶性ポリフェノール類(A)を100〜180℃で加熱処理し、加熱処理液を得る工程、
(2)得られた加熱処理液に対し、加熱処理後300分以内にラムノース脱離反応を開始し、ラムノースが脱離した難水溶性ポリフェノール類(A’)を含む反応液を得る工程、及び
(3)得られた反応液に糖供与体(B)及び糖転移酵素を添加し、糖転移反応によりラムノースが脱離した難水溶性ポリフェノール類の糖付加物を得る工程、を含む難水溶性ポリフェノール類の糖付加物の製造方法。 - 前記工程(1)で用いる水性媒体のpHが3以上7未満である、請求項1記載の難水溶性ポリフェノール類の糖付加物の製造方法。
- ラムノシド構造を有する難水溶性ポリフェノール類(A)のlogP値が−1.0〜4.0である請求項1又は2記載の難水溶性ポリフェノール類の糖付加物の製造方法。
- 前記(3)の工程において、糖転移反応の温度が10〜80℃である請求項1〜3のいずれか1項記載の難水溶性ポリフェノール類の糖付加物の製造方法。
- 更に、工程(1)で得られた加熱処理液から固体を除去する工程を含む、請求項1〜4のいずれか1項記載の難水溶性ポリフェノール類の糖付加物の製造方法。
- 糖転移反応の反応開始時におけるラムノースが脱離した難水溶性ポリフェノール類(A’)に対する糖供与体(B)の質量比(B)/(A’)が1〜30である、請求項1〜5のいずれか1項記載の難水溶性ポリフェノール類の糖付加物の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれか1項記載の製造方法により得られる難水溶性ポリフェノール類の糖付加物を含有する飲食品。
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