JP2016049105A - 難溶解性ポリフェノール類を含有する固体分散体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】非晶質の難溶解性ポリフェノール類を含有する固体分散体の製造方法であって、(A)難溶解性ポリフェノール類と(B)植物由来の多糖類、海藻由来の多糖類及び微生物由来の多糖類、並びに植物由来のポリペプチド及び微生物由来のポリペプチドから選ばれる少なくとも1種と(C)単糖類及び二糖類から選ばれる少なくとも1種を混合した後、加熱して溶融させる工程と、溶融した溶融物を冷却し、固化させる工程を含む、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水に難溶解性のものが多く、それらを飲食品へ使用することは難しい。例えば、エラグ酸は、水(25℃)に対する溶解度が僅か0.005mg/mLと低いことから、水溶性の向上が望まれる。
固体分散体の調製方法としては、難水溶性機能性物質とキャリアを有機溶媒に溶解した後、噴霧乾燥する噴霧乾燥法、難水溶性機能性物質をキャリアとともに乾式粉砕する混合粉砕法、難水溶性機能性物質とキャリアを加熱溶融した後、冷却固化させる加熱溶融法等がある(例えば、特許文献1及び2)。
前記特許文献1では、医薬成分とヒドロキシプロピルメチルセルロースアセタートスクシナートと湿潤剤を有機溶剤に溶解した後、噴霧乾燥して固体分散体を調製している。また、特許文献2では、医薬成分と、ポリマー担体であるコポビドンと界面活性剤等を高温で処理した後にスクリュー型押出機を用いて固体分散体を調製している。
しかしながら、前述の固体分散体の調製方法のうち、有機溶媒を使用する噴霧乾燥法は残留溶媒について留意しなければならないため、難溶解性ポリフェノール類を食品用途に使用することを考えると回避が望ましい。また、混合粉砕法では異物混入が懸念される。これに対して、加熱溶融法は有機溶媒の使用を回避できる手法であり、噴霧乾燥法と比べて設備負荷の点でも有利であるが、食品用途ではキャリアの使用に際して制限が多いため、例えば特許文献2等における知見をそのまま適用することはできない。
したがって、本発明は、難溶解性ポリフェノール類の水への溶解性が向上した固体分散体を製造する方法を提供することに関する。
また、本発明は、上記製造方法により得られる非晶質の難溶解性ポリフェノール類を含有する固体分散体を提供するものである。
また、本発明は、上記非晶質の難溶解性ポリフェノール類を含有する固体分散体を含む飲食品を提供するものである。
本明細書において、(A)難溶解性ポリフェノール類は(A)成分、(B)植物由来の多糖類、海藻由来の多糖類及び微生物由来の多糖類、並びに植物由来のポリペプチド及び微生物由来のポリペプチドから選ばれる少なくとも1種は(B)成分、(C)単糖類及び二糖類から選ばれる少なくとも1種は(C)成分とも云う。
本発明では、25℃における水への溶解度が2g/L以下、更に1g/L以下、更に0.5g/L以下、更に0.1g/L以下のポリフェノール類に好ましく適用できる。ここで溶解度は、溶液1L中に溶解している溶質のグラム数を表し、単位は[g/L]である。
具体的には、ケルセチン、フィセチン、ルチン、ケルシトリン、イソケルシトリン、ミリシトリン、ミリセチン等のフラボノール類;ヘスペリジン、ネオヘスペレチン、ヘスペレチン、ナリンギン、ナリンゲニン等のフラバノン類;スダチチン、リンゲニン、プルニン、アストラガリン、ケンフェロール、アピイン、アピゲニン、ノビレチン等のフラボン類;大豆イソフラボン、ダイゼイン、ダイジン、グリシテイン、グリシチン、ゲニステイン、ゲニスチン等のイソフラボン類;デルフィニジン、デルフィン、ナスニン、ペオニジン、ペオニン、ペツニン、ペオニジン、マルビジン、マルビン、エニン、シアニジン、ロイコシアニジン、シアニン、クリサンテミン、ケラシアニン、イデイン、メコシアニン、ペラルゴニジン、カリステフィン等のアントシアニジン類;フェノールカルボン酸類、レスベラトロール等のヒドロキシケイ皮酸誘導体;エラグ酸;セサミン等のリグナン;クルクミン等のクルクミン類が挙げられる。フェノールカルボン酸類としては、フェルラ酸、カフェ酸、p−クマル酸等が挙げられる。なかでも、エラグ酸、ケルセチン、フェルラ酸、クルクミン、セサミン、大豆イソフラボン、レスベラトロール、ノビレチン、ナリンゲニンが好ましく、エラグ酸がより好ましい。
難溶解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。また、難溶解性ポリフェノール類に塩や水和物が存在する場合は、それらも含む。
市販のエラグ酸としては、例えばザクロエラグ酸(サビンサジャパンコーポレーション)、エラグ酸二水和物(和光純薬工業(株))、エラグ酸(関東化学(株))等が挙げられる。
酸性多糖類としては、例えば、ペクチン、アルギン酸カリウム、アルギン酸ナトリウム、アラビアガム、キタンサンガム、ジェランガム、トラガントガム、イヌリン、λ−カラギーナン、ι−カラギーナン、κ−カラギーナン、ポリガラクツロン酸、寒天、ポリフィラン、フノラン、フルセラン等が挙げられる。
中性多糖類としては、例えば、タマリンドシードガム、グァーガム、ローカストビーンガム、デンプン、プルラン、ラミナラン、コンニャクマンナン等が挙げられる。
塩基性多糖類としては、例えば、キトサンが挙げられる。
なかでも、ペクチン、アルギン酸カリウム、アルギン酸ナトリウム、イヌリン、λ−カラギーナン、ポリガラクツロン酸が好ましく、ペクチンがより好ましい。
本明細書において「重量平均分子量」は、特にことわりのない限りゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)測定におけるものとする。このGPC法によるペクチンの重量平均分子量の測定は、後掲の実施例に記載の方法にしたがうものとする。
エステル化率(%)=(ガラクツロン酸メチル(mol))/(全ガラクツロン酸(mol))×100 式(1)
エステル化率は、例えば稲荷・竹内の方法(日本食品科学工学会誌、44、319−324(1997))により測定することができる。
本発明では、LMペクチンとHMペクチンのどちらも好ましいが、非晶質の難溶解性ポリフェノール類の固体分散体の得やすさの点から、エステル化率50%以上、更に60%以上のHMペクチンがより好ましい。なお、ペクチンのエステル化率は、使用するペクチン全体のエステル化率を指し、複数のペクチンを用いた場合は、各ペクチンの質量と前記式(1)により求めたエステル化率との積の和を、ペクチンの総質量で除して算出される。
なかでも、必須アミノ酸の含有量が高い点から、大豆タンパク質が好ましい。
(B)成分は、1種であっても、2種以上の混合物であってもよい。
例えば、スクロース、マルトース、トレハロース、ラクトース等の二糖類、グルコース、フルクトース、ガラクトース等の単糖類が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
なかでも、軟化点が低温度であるため加工しやすい点から、マルトース、フルクトース、グルコースが好ましい。糖類は、無水物又は水和物であってもよい。
(A)成分と(B)成分と(C)成分を混合する際、(A)成分の含有量は、固体分散体中の難溶解性ポリフェノール類の含有量を高める点から、混合物中に5質量%以上、更に15質量%以上、更に20質量%以上、更に25質量%以上、更に30質量%以上、更に35質量%以上、更に40質量%以上が好ましく、また、加工しやすい点から、75質量%以下、更に50質量%以下、更に45質量%以下が好ましい。また、前記混合物中の(A)難溶解性ポリフェノール類の含有量は、5〜75質量%、更に15〜50質量%、更に20〜50質量%、更に25〜50質量%、更に30〜50質量%、更に35〜50質量%、更に40〜50質量%、更に40〜45質量%が好ましい。
スクリュー回転数は、30〜500r/minが好ましく、50〜300r/minがより好ましく、50〜250r/minが更に好ましく、80〜200r/minが殊更好ましい。
また、せん断速度としては、10sec−1以上が好ましく、20〜30000sec−1がより好ましく、50〜3000sec−1が更に好ましい。せん断速度が10sec−1以上であれば、有効に粉砕が進行するため好ましい。
スクリューを備えた押出機中で溶融した溶融物は、押出し、成形される。
例えば、ペクチンの場合、通常のペクチンの融点は151℃であるが、ペクチンの融点より低い融点を有する(C)成分が溶融すると相溶性があるため151℃よりも低い温度でペクチンは溶融する。
本発明において、加熱温度は、(B)成分または(C)成分が軟化する温度以上で処理を行うことが好ましい点から、75℃以上が好ましく、更に100℃以上が好ましく、更に115℃以上が好ましく、更に120℃以上が好ましく、また、難溶解性ポリフェノール類の熱安定性の点から、250℃以下が好ましく、更に200℃以下、更に180℃以下、更に175℃以下、更に165℃以下が好ましい。また、加熱温度は、75〜250℃、更に100〜200℃、更に115〜180℃、更に115〜175℃、更に115〜165℃、更に120〜165℃が好ましい。
また、(C)成分としてマルトースを用いる場合は、75℃以上が好ましく、更に100℃以上が好ましく、更に115℃以上が好ましい。
また、(C)成分としてフルクトースを用いる場合は、75℃以上が好ましく、更に85℃以上が好ましく、更に100℃以上が好ましい。
また、(C)成分としてグルコースを用いる場合は、75℃以上が好ましく、更に100℃以上が好ましく、更に120℃以上が好ましく、更に140℃以上が好ましく、更に150℃以上が好ましい。
加熱温度の上限は前記と同様、250℃以下が好ましく、更に200℃以下、更に175℃以下、更に165℃以下が好ましい。
非晶質とは、分子配列に一定の規則性を欠いている状態である。非晶質(アモルファス)であることは、粉末X線回折によって確認できる。
本発明において非晶質の難溶解性ポリフェノール類は、その種類によって異なるが、結晶化度が50%以下であり、更には結晶化度が40%以下であり、更には結晶化度が20%以下のものが好ましく、更には結晶化度が10%以下のものが好ましく、更には結晶化度が0%の完全な非晶質であることが好ましい。
非晶質のエラグ酸は、結晶化度が35%以下であり、結晶化度が20%以下のものが好ましい。
本発明の固体分散体は、粉末X線回折測定において、難溶解性ポリフェノール類の結晶性回折ピークが検出されないのが好ましい。
難溶解性ポリフェノール類の結晶化度(%)=[ΣIα/(ΣIα+ΣIam)]×100 (2)
[ΣIαは、結晶性回折線の各ピークの積分強度の和、ΣIamは、アモルファス部の回折線の各ピークの積分強度の和]
溶融物の冷却温度は、(B)成分が溶融する温度よりも低い温度であり、50℃以下が好ましく、更に30℃以下が好ましい。冷却方法は、例えば、固体分散体を50℃以下、更に、30℃以下、更に室温(25℃)の雰囲気下におくことが好ましい。また、加熱処理後の固体分散体に冷風を吹き付けて急冷することが好ましい。加熱処理温度から25℃まで低下するのに要した時間から算出される固体分散体の冷却速度は0.1℃/s以上、更に0.2℃/s以上、更に0.3℃/s以上が好ましく、製造設備の制約等の観点から、例えば100℃/s以下、更には50℃/s以下が好ましい。冷却時間は30分以下が好ましく、更に20分以下が好ましく、更に10分以下が好ましく、更に5分以下が好ましい。
冷却により固化した難溶解性ポリフェノール類を含有する固体分散体は、任意の形、大きさに成形可能であり、例えばペレット状、顆粒状等が挙げられる。更に、必要に応じて粉砕してもよい。
固体分散体における難溶解性ポリフェノール類の水に対する溶解度(25℃)は、好ましくは未処理の難溶性ポリフェノール類に対して1.5倍以上、好ましくは5倍以上、更に好ましくは10倍以上、更に好ましくは50倍以上である。
また、固体分散体におけるエラグ酸の水に対する溶解度(25℃)は、好ましくは0.04g/L以上(未処理のエラグ酸に対して7.5倍以上)である。更に好ましくは0.12g/L以上(未処理のエラグ酸に対して22倍以上)、更に好ましくは0.2g/L以上(未処理のエラグ酸に対して37倍以上)である。
例えば、飲食品としては、飲料、パン類、麺類、クッキー等の菓子類、スナック類、ゼリー類、乳製品、冷凍食品、粉末コーヒー等のインスタント食品、でんぷん加工製品、加工肉製品、その他加工食品、調味料、栄養補助食品等の液状、固形状又は半固形状の飲食品が挙げられる。また、医薬品としては、錠剤(チュアブル錠等)、カプセル剤、粉末剤等の剤型が挙げられる。また、化粧品としては、洗浄料、化粧水、メイクアップ用化粧料、日焼け止め用化粧料、ニキビ用化粧料、デオドラント用化粧料、美白用化粧料、洗髪剤、育毛剤等が挙げられる。
<3>前記(A)成分が好ましくはフラボノール類、フラバノン類、フラボン類、イソフラボン類、アントシアニジン類、ヒドロキシケイ皮酸誘導体、エラグ酸、リグナン及びクルクミン類から選ばれる1種又は2種以上である<1>又は<2>に記載の固体分散体の製造方法。
<4>前記(A)成分が好ましくはエラグ酸、ケルセチン、フェルラ酸、クルクミン、セサミン、大豆イソフラボン、レスベラトロール、ノビレチン及びナリンゲニンから選ばれる1種又は2種以上である<1>〜<3>のいずれか1に記載の固体分散体の製造方法。
<5>前記(B)成分が好ましくは酸性多糖類、植物由来のポリペプチド及び微生物由来のポリペプチドから選ばれる1種又は2種以上である<1>〜<4>のいずれか1に記載の固体分散体の製造方法。
<6>前記(B)成分が好ましくはペクチン、ポリグルタミン酸、アルギン酸カリウム、アルギン酸ナトリウム、イヌリン、λ−カラギーナン、大豆タンパク質及びポリガラクツロン酸から選ばれる1種又は2種以上である<1>〜<5>のいずれか1に記載の固体分散体の製造方法。
<7>前記(B)成分が好ましくはペクチンである<1>〜<5>のいずれか1に記載の固体分散体の製造方法。
<8>(B)ペクチンの重量平均分子量が、好ましくは260,000以下、より好ましくは230,000以下、更に好ましくは210,000以下であり、また、好ましくは30,000以上、より好ましくは100,000以上、更に好ましくは150,000以上であり、また、好ましくは30,000〜260,000、より好ましくは30,000〜230,000、更に好ましくは100,000〜210,000、更に好ましくは150,000〜210,000である<7>に記載の固体分散体の製造方法。
<9>(B)ペクチンのエステル化率が、好ましくは50%以上、より好ましくは60%以上である<7>又は<8>に記載の固体分散体の製造方法。
<10>(C)単糖類及び二糖類が、好ましくはスクロース、マルトース、トレハロース、ラクトース、グルコース、フルクトース及びガラクトースから選ばれる1種又は2種以上であり、更に好ましくはスクロース、マルトース、トレハロース、ラクトース、グルコース、フルクトース及びガラクトースから選ばれる1種又は2種以上であり、更に好ましくはマルトース、グルコース及びフルクトースから選ばれる1種又は2種以上である<1>〜<9>のいずれか1に記載の固体分散体の製造方法。
<11>前記(A)成分がエラグ酸であり、前記(B)成分がペクチンであり、前記(C)成分が単糖類及び二糖類から選ばれる1種又は2種以上である<1>〜<10>のいずれか1に記載の固体分散体の製造方法。
<12>(A)成分と(B)成分と(C)成分の混合物中の、(A)成分の含有量が、好ましくは5質量%以上、より好ましくは15質量%以上、更に好ましくは20質量%以上、更に好ましくは25質量%以上、更に好ましくは30質量%以上、更に好ましくは35質量%以上、更に好ましくは40質量%以上であり、また、好ましくは75質量%以下、より好ましくは50質量%以下、更に好ましくは45質量%以下であり、また、好ましくは5〜75質量%、より好ましくは15〜50質量%、更に好ましくは20〜50質量%、更に好ましくは25〜50質量%、更に好ましくは30〜50質量%、更に好ましくは35〜50質量%、更に好ましくは40〜50質量%、更に好ましくは40〜45質量%である<1>〜<11>のいずれか1に記載の固体分散体の製造方法。
<13>(A)成分と(B)成分と(C)成分の混合物中の、(B)成分の含有量が、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上、更に好ましくは25質量%以上であり、また、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下、更に好ましくは80質量%以下、更に好ましくは70質量%以下、更に好ましくは65質量%以下、更に好ましくは50質量%以下であり、また、好ましくは5〜90質量%、より好ましくは10〜90質量%、更に好ましくは15〜85質量%、更に好ましくは15〜80質量%、更に好ましくは25〜70質量%、更に好ましくは25〜65質量%、更に好ましくは25〜50質量%である<1>〜<12>のいずれか1に記載の固体分散体の製造方法。
<14>(A)成分と(B)成分と(C)成分の混合物中の、(C)成分の含有量が、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上であり、また、好ましくは85質量%以下、より好ましくは50質量%以下、更に好ましくは30質量%以下であり、また、好ましくは5〜85質量%、より好ましくは10〜50質量%、更に好ましくは10〜30質量%である<1>〜<13>のいずれか1に記載の固体分散体の製造方法。
<15>(A)成分と(B)成分と(C)成分を混合する際の(A)成分と(C)成分の質量比[(C)/(A)]が、好ましくは0.2以上、より好ましくは0.3以上であり、また、好ましくは19以下、より好ましくは17以下、更に好ましくは9以下、更に好ましくは6以下、更に好ましくは2以下であり、また、好ましくは0.2〜19、より好ましくは0.2〜17、更に好ましくは0.2〜9、更に好ましくは0.3〜6、更に好ましくは0.3〜2である<1>〜<14>のいずれか1に記載の固体分散体の製造方法。
<16>(A)成分と(B)成分と(C)成分を混合する際の(B)成分と(C)成分の質量比[(C)/(B)]が、好ましくは0.05以上、より好ましくは0.06以上、更に好ましくは0.08以上、更に好ましくは0.11以上であり、また、好ましくは100以下、より好ましくは17以下、更に好ましくは4以下、更に好ましくは2以下であり、また、好ましくは0.05〜100、より好ましくは0.05〜17、更に好ましくは0.08〜4、更に好ましくは0.11〜2である<1>〜<15>のいずれか1に記載の固体分散体の製造方法。
<17>(A)成分と(B)成分と(C)成分を混合する際の(B)成分と(C)成分の合計量に対する(A)成分の質量比[(A)/{(B)+(C)}]が、好ましくは0.05以上、より好ましくは0.06以上、更に好ましくは0.1以上、更に好ましくは0.17以上であり、また、好ましくは3.3以下、より好ましくは3以下、更に好ましくは1.1以下、更に好ましくは0.47以下であり、また、好ましくは0.05〜3.3、より好ましくは0.06〜3、更に好ましくは0.1〜1.1、更に好ましくは0.17〜0.47である<1>〜<16>のいずれか1に記載の固体分散体の製造方法。
<18>スクリューを備えた押出機を用いて、(A)成分と(B)成分と(C)成分を混合した後、加熱して溶融させる工程が行われる<1>〜<17>のいずれか1に記載の固体分散体の製造方法。
<19>スクリューを備えた押出機が、好ましくは単軸押出機又は二軸押出機であり、より好ましくは二軸押出機であり、更に好ましくはシリンダの内部に2本のスクリューが回転自在に挿入された二軸押出機である<18>に記載の固体分散体の製造方法。
<20>スクリュー回転数が、好ましくは30〜500r/min、より好ましくは50〜300r/min、更に好ましくは50〜250r/min、更に好ましくは80〜200r/minである<18>又は<19>に記載の固体分散体の製造方法。
<21>せん断速度が、好ましくは10sec-1以上、より好ましくは20〜30000sec-1、更に好ましくは50〜3000sec-1である<18>〜<20>のいずれか1に記載の固体分散体の製造方法。
<22>加熱温度が、好ましくは(B)成分の軟化点以上であり、より好ましくは(B)成分の融点以上である<1>〜<21>のいずれか1に記載の固体分散体の製造方法。
<23>加熱温度が、好ましくは75℃以上、より好ましくは100℃以上、更に好ましくは115℃以上、更に好ましくは120℃以上であり、また、好ましくは250℃以下、より好ましくは200℃以下、更に好ましくは180℃以下、更に好ましくは175℃以下、更に好ましくは165℃以下であり、また、好ましくは75〜250℃、より好ましくは100〜200℃、更に好ましくは115〜180℃、更に好ましくは115〜175℃、更に好ましくは115〜165℃、更に好ましくは120〜165℃である<1>〜<22>のいずれか1に記載の固体分散体の製造方法。
<24>加熱の時間が、(B)成分が溶融する温度に達してから好ましくは30分以下、より好ましくは15分以下、更に好ましくは10分以下であり、また、好ましくは1分以上、より好ましくは3分以上、更に好ましくは5分以上であり、また、好ましくは1〜30分、より好ましくは3〜15分、更に好ましくは5〜10分である<1>〜<23>のいずれか1に記載の固体分散体の製造方法。
<25>非晶質の(A)成分の結晶化度が、好ましくは50%以下、より好ましくは40%以下、更に好ましくは20%以下、更に好ましくは10%以下、更に好ましくは0%である<1>〜<24>のいずれか1に記載の固体分散体の製造方法。
<26>冷却温度が、好ましくは(B)成分が溶融する温度よりも低い温度であり、より好ましくは50℃以下、更に好ましくは30℃以下である<1>〜<25>のいずれか1に記載の固体分散体の製造方法。
<27>加熱処理温度から25℃まで低下するのに要した時間から算出される固体分散体の冷却速度が、好ましくは0.1℃/s以上、より好ましくは0.2℃/s以上、更に好ましくは0.3℃/s以上であり、また、好ましくは100℃/s以下、より好ましくは50℃/s以下である<1>〜<26>のいずれか1に記載の固体分散体の製造方法。
<28>冷却時間が、好ましくは30分以下、より好ましくは20分以下、更に好ましくは10分以下、更に好ましくは5分以下である<1>〜<27>のいずれか1に記載の固体分散体の製造方法。
<29>固体分散体における(A)成分の水に対する溶解度(25℃)が、未処理の(A)成分に対して好ましくは1.5倍以上、より好ましくは5倍以上、更に好ましくは10倍以上、更に好ましくは50倍以上である<1>〜<28>のいずれか1に記載の固体分散体の製造方法。
<30>固体分散体中の水分含量が、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、更に好ましくは7質量%以下、更に好ましくは5質量%以下である<1>〜<29>のいずれか1に記載の固体分散体の製造方法。
<31>前記(A)成分がエラグ酸である<1>〜<30>のいずれか1に記載の固体分散体の製造方法。
<32>非晶質のエラグ酸の結晶化度が好ましくは35%以下、より好ましくは20%以下である<31>に記載の固体分散体の製造方法。
<33>固体分散体におけるエラグ酸の水に対する溶解度(25℃)が、好ましくは0.04g/L以上(未処理のエラグ酸に対して7.5倍以上)、より好ましくは0.12g/L以上(未処理のエラグ酸に対して22倍以上)、更に好ましくは0.2g/L以上(未処理のエラグ酸に対して37倍以上)である<31>又は<32>に記載の固体分散体の製造方法。
<34><1>〜<33>のいずれか1に記載の製造方法により得られる非晶質の(A)成分を含有する固体分散体。
<35>非晶質の(A)成分の結晶化度が、好ましくは50%以下、より好ましくは40%以下、更に好ましくは20%以下、更に好ましくは10%以下、更に好ましくは0%である<34>に記載の固体分散体。
<36>前記(A)成分がエラグ酸である、<34>又は<35>に記載の固体分散体。
<37>非晶質のエラグ酸の結晶化度が好ましくは35%以下、より好ましくは20%以下である<36>に記載の固体分散体。
<38><34>〜<37>のいずれか1に記載の非晶質の(A)成分を含有する固体分散体を含む飲食品。
難溶解性ポリフェノール類の定量は、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、検出はフェルラ酸は波長320nm、クルクミンは波長425nm、ケルセチンは波長360nm、レスベラトロールは波長306nm、ナリンゲニンは波長290nm、は、その他の難溶解性ポリフェノール類は波長283nmの吸光度により定量した。
また、エラグ酸の定量は、同じ装置を用いてグラジエント条件のみを以下のように設定して行った。
時間(分) A液(%) B液(%)
0 99 1
10 90 10
20 85 15
40 10 90
50 10 90
50.1 85 15
60 85 15
試料注入量は10μL、波長254nmの吸光度により定量した。
ペクチンの重量平均分子量の測定方法は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフ)により測定した。
イオン交換水にペクチンを添加し、65℃に加熱してペクチンを溶解させた。その後、ペクチンの溶解液をGPCによって測定した。
測定時の条件は、0.2Mリン酸(リン酸水素カリウム及びリン酸水素二ナトリウム)バッファー、pH=7/アセトニトリル=9/1を用いて、流量:1.0mL/min、カラムの温度40℃、サンプル量:2mg/mLディテクターの波長を210nmにより平均重量分子量を定量した。
試料が1g/Lになるようにイオン交換水に加え、25℃で5分間振盪した。その後、孔径0.8μmのセルロースアセテートフィルターでろ過し、前述の定量方法によって難溶解性ポリフェノール類の溶解濃度を測定した。
X線回折強度は、株式会社リガク製の「MiniFlexII」を用いて、X線源:Cu/Kα−radiation、管電圧:30kV、管電流:15mA、測定範囲:回折角:5〜40°、X線スキャンスピード:10°/minの条件で測定した。測定用試料は、面積400mm2×厚さ0.5mmのペレットを圧縮して作製した。
エラグ酸(関東化学(株)製、エラグ酸含有率98質量%、以下同じ)、ペクチン(三栄源SM−666、エステル化率65%、重量平均分子量21万)、D(+)−マルトース一水和物(和光純薬工業(株)製、以下同じ)をそれぞれ25質量%、62質量%、13質量%の割合で混合し、その混合物を2軸のエクストルーダー(HAAKE社製)を用いて、加熱温度:180℃、加熱時間:10分、スクリューの回転数:80r/minの条件で処理し、冷風を吹き付けて5分で25℃まで冷却を行って(冷却速度:0.52℃/s)、固体分散体を調製した。このとき、押出機の内部での閉塞はみられず、固体分散体の成形体の排出は良好であった。
前記[溶解性の評価]より固体分散体のエラグ酸の溶解濃度を測定した結果0.92g/Lであった。更に、これを25℃で3時間振盪攪拌後、前記と同様にエラグ酸の溶解濃度を測定した結果0.87g/Lであり、高い水溶性を維持していることが確認された。
加熱温度を160℃又は140℃とし、冷却時間を変更した以外は実施例1と同様にして固体分散体を調製した。
ペクチンの種類をペクチン(Cargill AYD30T、エステル化率71%、重量平均分子量18万)に代え、加熱温度を180℃、160℃又は120℃とし、冷却時間を変更した以外は実施例1と同様にして固体分散体を調製した。
ペクチン(Cargill AYD30T、エステル化率71%、重量平均分子量18万)とD(+)−マルトース一水和物をそれぞれ47質量%、28質量%の割合で混合し、加熱温度を120℃とし、冷却時間を変更した以外は実施例1と同様にして固体分散体を調製した。
ペクチンの種類を、ペクチン(Cargill AYD30T、エステル化率71%、重量平均分子量18万)に代え、D(+)−マルトース一水和物に代えて、D(−)−フルクトース(和光純薬工業(株)製、以下同じ)を用い、加熱温度を120℃とし、冷却時間を変更した以外は実施例1と同様にして固体分散体を調製した。
ペクチンとD(−)−フルクトースをそれぞれ47質量%、28質量%の割合で混合した以外は実施例8と同様にして固体分散体を調製した。
ペクチンの種類を、ペクチン(Cargill SS150、エステル化率50%、重量平均分子量16万)に代え、加熱温度を160℃とし、冷却時間を変更した以外は実施例1と同様にして固体分散体を調製した。
ペクチンの種類を、ペクチン(Cargill AYD30T、エステル化率71%、重量平均分子量18万)に代え、エラグ酸、ペクチン及びD(+)−マルトース一水和物の割合を代えて、加熱温度を120℃とし、冷却時間を変更した以外は実施例1と同様にして固体分散体を調製した。
ペクチンの種類を、ペクチン(Cargill AYD30T、エステル化率71%、重量平均分子量18万)に代え、D(+)−マルトース一水和物に代えて、D(+)−グルコース(和光純薬工業(株)製)を用い、加熱温度を150℃とし、冷却時間を変更した以外は実施例1と同様にして固体分散体を調製した。
実施例1で用いたエラグ酸(25℃)をそのまま溶解性の評価に用いた。
エラグ酸、ペクチン(Cargill AYD30T、エステル化率71%、重量平均分子量18万)、D(+)−マルトース一水和物をそれぞれ25質量%、62質量%、13質量%の割合で25℃にてスパチュラで混合してエラグ酸混合物を得た。
D(+)−マルトース一水和物に代えて、D(−)−フルクトースを用いた以外は比較例2と同様にしてエラグ酸混合物を得た。
エラグ酸、ペクチン(Cargill AYD30T、エステル化率71%、重量平均分子量18万)、D(−)−フルクトースをそれぞれ25質量%、35質量%、40質量%の割合で混合した混合物を、実施例1と同様にして、加熱温度:40℃、加熱時間:5分、スクリューの回転数:80r/minの条件で処理し、冷風を吹き付けて1分で25℃まで冷却を行って、固体分散体を調製した。
ペクチンの種類をペクチン(Cargill 805C、エステル化率35%、重量平均分子量22万)に代え、エラグ酸、ペクチン及びD(+)−マルトース一水和物の混合物を、実施例1と同様にして、加熱温度:110℃、加熱時間:10分、スクリューの回転数:80r/minの条件で処理し、冷風を吹き付けて3分で25℃まで冷却を行って、固体分散体を調製した。
ペクチンの種類を、ペクチン(Cargill AYS407C、エステル化率29%、重量平均分子量22万)に代えた以外は実施例14と同様にして固体分散体を調製した。
ペクチンの種類を、ペクチン(Cargill LMSN325、エステル化率30%、重量平均分子量22万)に代えた以外は実施例14と同様にして固体分散体を調製した。
ペクチン(Cargill LMQS400C、エステル化率30%、重量平均分子量26万)とD(+)−マルトース一水和物をそれぞれ54質量%、21質量%の割合で混合し、加熱温度を110℃又は140℃とした以外は実施例14と同様にして固体分散体を調製した。
ペクチンの種類を、ペクチン(Cargill OF445C、エステル化率28%、重量平均分子量25万)に代えた以外は実施例14と同様にして固体分散体を調製した。
実施例及び比較例の処理条件と、エラグ酸の溶解性の評価の結果を表2に示す。
ペクチンに代えて、ポリグルタミン酸((株)明治フードマテリア製、ポリグルタミン酸含有率70質量%)を用い、エラグ酸、ポリグルタミン酸、D(+)−マルトース一水和物をそれぞれ25質量%、28質量%、47質量%の割合で混合した混合物を、実施例1と同様にして、加熱温度:120℃、加熱時間:10分、スクリューの回転数:80r/minの条件で処理し、冷風を吹き付けて3分で25℃まで冷却を行って、固体分散体を調製した。
ポリグルタミン酸に代えて、アルギン酸カリウム((株)キミカ製、K−1 アルギン酸カリウム含有率100質量%)を用いた以外は実施例20と同様にして固体分散体を調製した。
ポリグルタミン酸に代えて、イヌリン(和光純薬工業(株)製、イヌリン含有率99質量%)を用いた以外は実施例20と同様にして固体分散体を調製した。
ポリグルタミン酸に代えて、λ−カラギーナン(和光純薬工業(株)製、λ−カラギーナン含有率60質量%以上)を用いた以外は実施例20と同様にして固体分散体を調製した。
ポリグルタミン酸に代えて、大豆タンパク質(純正化学(株)製、大豆タンパク含有率78質量%以上)を用いた以外は実施例20と同様にして固体分散体を調製した。
ポリグルタミン酸に代えて、ポリガラクツロン酸(Alfa Aesar社製、ポリガラクツロン酸含有率65質量%以上)を用いた以外は実施例20と同様にして固体分散体を調製した。
各実施例の処理条件と、エラグ酸の溶解性の評価の結果を表3に示す。
ケルセチン二水和物(Alfa Aesar社製、ケルセチン二水和物含有率97質量%)、ペクチン(Cargill AYD30T、エステル化率71%、重量平均分子量18万)及びD(+)−マルトース一水和物をそれぞれ25質量%、62質量%、13質量%の割合で混合した混合物を、実施例1と同様にして、加熱温度:120℃、加熱時間:10分min、スクリューの回転数:80r/minの条件で処理し、冷風を吹き付けて3分で25℃まで冷却を行って、固体分散体を調製した。
ペクチンの種類を、ペクチン(Cargill AYS407C、エステル化率29%、重量平均分子量22万)に代え、加熱温度を110℃にした以外は実施例26と同様にして固体分散体を調製した。
ペクチンの種類を、ペクチン(Cargill OF327C、エステル化率36%、重量平均分子量22万)に代え、加熱温度を110℃にした以外は実施例26と同様にして固体分散体を調製した。
実施例26で用いたケルセチン二水和物(25℃)をそのまま溶解性の評価に用いた。
実施例及び比較例の処理条件と、ケルセチン二水和物の溶解性の評価の結果を表4に示す。
フェルラ酸(築野ライスファインケミカルズ(株)製、フェルラ酸含有率98質量%)、ペクチン(Cargill AYD30T、エステル化率71%、重量平均分子量18万)及びD(+)−マルトース一水和物をそれぞれ25質量%、62質量%、13質量%の割合で混合した混合物を、実施例1と同様にして、加熱温度:140℃、130℃又は120℃、加熱時間:10分、スクリューの回転数:80r/minの条件で処理し、冷風を吹き付けて3分で25℃まで冷却を行って、固体分散体を調製した。
実施例29で用いたフェルラ酸(25℃)をそのまま溶解性の評価に用いた。
実施例及び比較例の処理条件と、フェルラ酸の溶解性の評価の結果を表5に示す。
クルクミン(東京化成工業(株)製、クルクミン含有率97質量%)、ペクチン(Cargill AYD30T、エステル化率71%、重量平均分子量18万)及びD(+)−マルトース一水和物をそれぞれ25質量%、62質量%、13質量%の割合で混合した混合物を、実施例1と同様にして、加熱温度:120℃、加熱時間:10分、スクリューの回転数:80r/minの条件で処理し、冷風を吹き付けて3分で25℃まで冷却を行って、固体分散体を調製した。
実施例32で用いたクルクミン(25℃)をそのまま溶解性の評価に用いた。
実施例及び比較例の処理条件と、クルクミンの溶解性の評価の結果を表6に示す。
ノビレチン(INDOFINE chemical社製、ノビレチン含有率96質量%)、ペクチン(Cargill AYS407C、エステル化率29%、重量平均分子量22万)及びD(+)−マルトース一水和物をそれぞれ20質量%、67質量%、13質量%の割合で混合した混合物を、実施例1と同様にして、加熱温度:120℃、加熱時間:10分、スクリューの回転数:80r/minの条件で処理し、冷風を吹き付けて3分で25℃まで冷却を行って、固体分散体を調製した。
実施例33で用いたノビレチン(25℃)をそのまま溶解性の評価に用いた。
実施例及び比較例の処理条件と、ノビレチンの溶解性の評価の結果を表7に示す。
セサミン(かどや製油(株)、セサミン含有率99質量%)、ペクチン(Cargill AYD30T、エステル化率71%、重量平均分子量18万)及びD(+)−マルトース一水和物をそれぞれ20質量%、67質量%、13質量%の割合で混合した混合物を、実施例1と同様にして、加熱温度:160℃、加熱時間:10分、スクリューの回転数:80r/minの条件で処理し、冷風を吹き付けて3分で25℃まで冷却を行って、固体分散体を調製した。
実施例34で用いたセサミン(25℃)をそのまま溶解性の評価に用いた。
実施例及び比較例の処理条件と、セサミンの溶解性の評価の結果を表8に示す。
大豆イソフラボン(不二精油(株)製、ソヤフラボンHG 大豆イソフラボン含有率50質量%)、ペクチン(Cargill AYD30T、エステル化率71%、重量平均分子量18万)及びD(+)−マルトース一水和物をそれぞれ25質量%、62質量%、13質量%の割合で混合した混合物を、実施例1と同様にして、加熱温度:120℃、加熱時間:10分、スクリューの回転数:80r/minの条件で処理し、冷風を吹き付けて3分で25℃まで冷却を行って、固体分散体を調製した。
実施例35で用いた大豆イソフラボン(25℃)をそのまま溶解性の評価に用いた。
実施例及び比較例の処理条件と、大豆イソフラボンの溶解性の評価の結果を表9に示す。
レスベラトロール(東京化成工業(株)製、レスベラトロール含有率99質量%)、ペクチン(Cargill AYD30T、エステル化率71%、重量平均分子量18万)及びD(+)−マルトース一水和物をそれぞれ25質量%、62質量%、13質量%の割合で混合した混合物を、実施例1と同様にして、加熱温度:150℃、加熱時間:10分、スクリューの回転数:80r/minの条件で処理し、冷風を吹き付けて3分で25℃まで冷却を行って、固体分散体を調製した。
ペクチンの種類を、ペクチン(Cargill AYS407C、エステル化率29%、重量平均分子量22万)に代え、加熱温度を110℃にした以外は実施例36と同様にして固体分散体を調製した。
ペクチンの種類を、ペクチン(Cargill OF327C、エステル化率36%、重量平均分子量22万)に代え、加熱温度を110℃にした以外は実施例36と同様にして固体分散体を調製した。
実施例36で用いたレスベラトロール(25℃)をそのまま溶解性の評価に用いた。
実施例及び比較例の処理条件と、レスベラトロールの溶解性の評価の結果を表10に示す。
エラグ酸、ペクチン(Cargill AYS407C、エステル化率29%、重量平均分子量22万)及びD(+)−マルトース一水和物をそれぞれ表11に示す割合で混合した混合物を、実施例1と同様にして、加熱温度:110℃、加熱時間:10分、スクリューの回転数:80r/minの条件で処理し、冷風を吹き付けて3分で25℃まで冷却を行って、固体分散体を調製した。
実施例の処理条件と、エラグ酸の溶解性の評価の結果を表11に示す。
ナリンゲニン(東京化成工業(株)製、ナリンゲニン含有率98質量%)、ペクチン(Cargill AYS407C、エステル化率29%、重量平均分子量22万)及びD(+)−マルトース一水和物をそれぞれ表12に示す割合で混合した混合物を、実施例1と同様にして、加熱温度:110℃、加熱時間:3分または10分、スクリューの回転数:80r/minの条件で処理し、冷風を吹き付けて3分で25℃まで冷却を行って、固体分散体を調製した。
スクリュー回転数を160r/minに変更した以外は実施例49と同様にして固体分散体を調製した。
比較例12
実施例49で用いたナリンゲニン(25℃)をそのまま溶解性の評価に用いた。
実施例及び比較例の処理条件と、ナリンゲニンの溶解性の評価の結果を表12に示す。
Claims (14)
- 非晶質の難溶解性ポリフェノール類を含有する固体分散体の製造方法であって、(A)難溶解性ポリフェノール類と(B)植物由来の多糖類、海藻由来の多糖類及び微生物由来の多糖類、並びに植物由来のポリペプチド及び微生物由来のポリペプチドから選ばれる少なくとも1種と(C)単糖類及び二糖類から選ばれる少なくとも1種を混合した後、加熱して溶融させる工程と、溶融した溶融物を冷却し、固化させる工程を含む、製造方法。
- 加熱温度が75〜250℃である請求項1記載の固体分散体の製造方法。
- 前記(A)成分、(B)成分及び(C)成分を混合する際の(A)成分に対する(C)成分の質量比[(C)/(A)]が0.2〜19である請求項1又は2記載の固体分散体の製造方法。
- 前記(A)成分、(B)成分及び(C)成分を混合する際の(B)成分に対する(C)成分の質量比[(C)/(B)]が0.05〜100である請求項1〜3のいずれか1項記載の固体分散体の製造方法。
- 前記(A)成分、(B)成分及び(C)成分を混合する際の(B)成分及び(C)成分の合計量に対する(A)成分の質量比[(A)/{(B)+(C)}]が0.05〜3.3である請求項1〜4のいずれか1項記載の固体分散体の製造方法。
- スクリューを備えた押出機を用いて、前記(A)成分、(B)成分及び(C)成分を混合した後、加熱して溶融させる工程が行われる請求項1〜5のいずれか1項記載の固体分散体の製造方法。
- 前記(A)成分が25℃における水への溶解度が5g/L以下のポリフェノール類である請求項1〜6のいずれか1項記載の固体分散体の製造方法。
- 前記(A)成分がフラボノール類、フラバノン類、フラボン類、イソフラボン類、アントシアニジン類、ヒドロキシケイ皮酸誘導体、エラグ酸、リグナン及びクルクミン類から選ばれる1種又は2種以上である請求項1〜7のいずれか1項記載の固体分散体の製造方法。
- 前記(A)成分がエラグ酸、ケルセチン、フェルラ酸、クルクミン、セサミン、大豆イソフラボン、レスベラトロール、ノビレチン、及びナリンゲニンから選ばれる1種又は2種以上である請求項1〜8のいずれか1項記載の固体分散体の製造方法。
- 前記(B)成分が酸性多糖類、植物由来のポリペプチド及び微生物由来のポリペプチドから選ばれる1種又は2種以上である請求項1〜9のいずれか1項記載の固体分散体の製造方法。
- 前記(B)成分がペクチン、ポリグルタミン酸、アルギン酸カリウム、アルギン酸ナトリウム、イヌリン、λ−カラギーナン、大豆タンパク質及びポリガラクツロン酸から選ばれる1種又は2種以上である請求項1〜10のいずれか1項記載の固体分散体の製造方法。
- 前記(A)成分がエラグ酸であり、前記(B)成分がペクチンであり、前記(C)成分が単糖類及び二糖類から選ばれる1種又は2種以上である請求項1〜11のいずれか1項記載の固体分散体の製造方法。
- ペクチンのエステル化率が50%以上である請求項12記載の固体分散体の製造方法。
- 前記(C)成分が、マルトース、フルクトース及びグルコースから選ばれる1種又は2種以上である請求項1〜13のいずれか1項記載の固体分散体の製造方法。
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