JP2016527331A - ゲニピンまたはゲニピン含有材料由来の着色剤化合物 - Google Patents

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Abstract

ゲニピンとアミンの反応に由来する着色剤化合物および着色剤化合物の単離方法を提供する。着色剤組成物は、反応により得られる材料をクロマトグラフィーにより複数回画分に分けることにより得られる精製化合物(例えば、精製重合体または精製二量体)を含む。精製重合体または二量体は、それ自身を着色剤として、または他の着色剤と組み合わせて、食物、薬物、化粧品、医療用デバイス、および繊維製品に色を付与するのに使用することができる。【選択図】なし

Description

本開示は、ゲニパ・アメリカナ(Genipa americana)ジュース、ゲニピン、またはゲニピン類似体と、アミンとの反応から単離される着色剤化合物、これを含む組成物、ならびにその作製法および使用法に関する。
合成着色剤の使用に対する消費者の不信感は、主にそれらの毒性によるものであるが、そのような不信感から、天然の着色化合物の調査および開発が行われてきた。こうした化合物は、多くの国々で利用されるようになったが、近年の技術進歩により、これらの着色剤は、産業的にも商業的にも存立可能になるとともに合成着色剤に匹敵するものとなった。非特許文献1を参照。国際的には、天然の着色物、例えばゲニパ・アメリカナの青色および黒色着色剤は、両方とも、食料製品、化粧品、および繊維産業で使用されている。
青色着色剤の調製方法は、報告されている。例えば、ゲニパ・アメリカナ果肉から得られる未加工の生ジュースとグリシンを混合することに由来する、pH安定な青色着色剤の作成方法が、Echeverriらにより記載された(特許文献1)。この内容は、その全体が本明細書中に参照として援用される。青色着色剤を調製する他の例として、以下が挙げられる:H.Okuyamaらの特許文献2および3、これらは、第一級アミンとゲニピンの自然反応から作られる青紫色着色剤を記載する;ならびにWuら(特許文献4)、これは、ゲニパ・アメリカナジュースを他の果物のジュース(例えばスイカ)およびアミノ酸と混合することを記載する。これら既存の方法は、一般に、得られた粗混合物をそれ以上精製することなく使用するが、そうするのは、恐らく、当該分野で認識されているとおり、混合物を精製することの困難さによる。(ゲニピンまたはその構造類似体とアミノ酸の反応に由来する青色顔料は、「そのクロマトグラフィー挙動、解析不能な13C−NMRスペクトル、および分子量測定に基づき、高分子量の重合体からなる手に負えない混合物であることがわかった」)(非特許文献2)を参照。青色顔料材料の分子構造については、これまで限られた記載しか存在しない。なぜならこの材料は、非常に高い極性があるために、ほとんど水にしか溶解せず、このことがTLC追跡を困難にしている。分子量9000の重合体が報告されている(非特許文献3を参照)。さらに最近では、WuおよびHorn(特許文献5)が、ゲニパ・アメリカナからゲニピンを濃縮する方法およびゲニピン濃縮材料の使用法を報告した。しかしながら、この「富ゲニピン抽出物」は、ゲニピンが30〜97%(w/w)であり、組成物の残部には、水分、脂肪、少量の酸、および窒素含有化合物が含まれ、そして残りは炭水化物であると開示されている(特許文献5、3頁、左欄を参照)。
米国特許第7,927,637号 日本特許第52053932号公報 日本特許第52053934号公報 国際公開第2009/120579号パンフレット 米国特許出願公開第2013/0115252号明細書
「Market Brief in the European Union for selected natural ingredients derived from native species; Genipa americana」、国連貿易開発会議での発表(2005) Touyama R. et al., Studies on the blue Pigments Produced from genipinand methylamine. I. Structures of the Brownish−Red Pigments, Intermediates Leading to the Blue Pigments, Chem Pharm. Bull 42, 66, 1994 H. Jnouye, Y. et al., 26th Symposium on the Chemistry of Natural Product, Kyoto, Abstr. pp 577−584, 1983
本発明は、ゲニピンとアミノ酸の反応に由来する青色顔料材料の分子構造に関する知見の欠如を克服するのに貢献する。本明細書中提供されるのは、実質的に精製された着色剤化合物(例えば、重合体)を含む着色剤組成物、ならびに着色剤化合物を単離する方法および単離した着色剤化合物を使用する方法である。
ある特定の実施形態は、実質的に精製された式(Formula)1Aまたは式1Bの化合物、あるいはその幾何異性体(geometric isomer)、その互変異性体(taotomer)、その塩、またはそれらの組み合わせに関する;
Figure 2016527331
ある特定の実施形態は、実質的に精製された式2、3A、または3Bの化合物、あるいはその幾何異性体、その互変異性体、その塩、またはそれらの組み合わせに関する;
Figure 2016527331
ある特定の実施形態は、式4の重合体:
Figure 2016527331
その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩、
を含む着色剤組成物に関し、
式中、nは、2〜200の整数であり;
式中、各Aは、独立して、式5A、式5B、式5C、それらの幾何異性体、それらの互変異性体、それらの塩、およびそれらの組み合わせからなる群より選択され:
Figure 2016527331
式中:
は、水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、sec−ブチル、イソブチル、またはtert−ブチルであり;
およびR’は、それぞれ独立して、水素またはC1−10アルキルであり;
は、水素またはCOOHであり;
かつ、式中、Tは、水素またはメチル基であり;かつTは、水素またはA−Tであり、式中、AおよびTは、上記で定義され;
この場合、着色剤組成物は、式6、式7、式8、それらの幾何異性体、それらの互変異性体、およびそれらの塩からなる群より選択される第一の付加化合物を実質的に含まない:
Figure 2016527331
いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、式4の重合体:
Figure 2016527331
その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩、
を含み、
式中、nは、2〜20の整数であり;
式中、各Aは、独立して、式5’A、式5’B、式5’C、それらの幾何異性体、それらの互変異性体、それらの塩、およびそれらの組み合わせからなる群より選択され:
Figure 2016527331
式中:
は、水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、sec−ブチル、イソブチル、またはtert−ブチルであり;
かつ、式中、Tは、水素またはメチル基であり;かつ、Tは、水素またはA−Tであり、式中、AおよびTは、上記で定義され;
この場合、着色剤組成物は、式2’、式3’A、式3’B、それらの幾何異性体、それらの互変異性体、およびそれらの塩からなる群より選択される第一の付加化合物を実質的に含まない:
Figure 2016527331
いくつかの実施形態において、Rは、メチルである。いくつかの実施形態において、第一の付加化合物の全重量は、重合体の1重量%未満である。
ある特定の実施形態は、実質的に精製された式3’A(Me)または式3’B(Me)の化合物、その幾何異性体、その互変異性体、その塩、またはそれらの組み合わせに関する:
Figure 2016527331
ある特定の実施形態は、実質的に精製された式4の重合体:
Figure 2016527331
その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩、
に関し、
式中、nは、2〜20の整数であり;
式中、各Aは、式5’A(Me)のもの、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩であり:
Figure 2016527331
式中、Tは、水素またはメチル基であり;かつ、Tは、水素またはA−Tであり、式中、AおよびTは、上記で定義される。
ある特定の実施形態は、ゲニピンとグリシンの反応に由来する着色剤化合物を精製したもの、およびこの着色剤化合物の単離方法に関する。いくつかの実施形態において、着色剤化合物は、精製ゲニピン(例えば、80重量%超、85重量%超、90重量%超、95重量%超、または99重量%超)とグリシンの反応に由来する。いくつかの実施形態において、着色剤化合物は、グリシンと、ゲニピン含有ジュースの反応に由来する。いくつかの実施形態において、着色剤化合物は、グリシンと、ゲニパ・アメリカナ由来の果汁の反応に由来する。いくつかの実施形態において、着色剤化合物は、精製グリシンとゲニピンの反応に由来し、ゲニピンは、精製ゲニピン(例えば、80重量%超、85重量%超、90重量%超、95重量%超、または99重量%超)またはゲニピン含有ジュースである。いくつかの実施形態において、着色剤化合物は、ゲニピンと、グリシン含有混合物(例えば、グリシン含有ジュース、またはグリシン含有乾燥混合物、例えばグリシン含有ジュースを濃縮したものなど)の反応に由来し、ゲニピンは、精製ゲニピン(例えば、80重量%超、85重量%超、90重量%超、95重量%超、または99重量%超)またはゲニピン含有ジュースである。いくつかの実施形態において、着色剤化合物は、グリシン含有ジュース(例えば、スイカ、白ブドウ、パイナップル、ライチ、マスクメロン、バナナ、オレンジ、リンゴ、ナシ、レモン、パッションフルーツ、赤ブドウ、ブルーベリー、タマリンド、モモ、パパイヤ、アサイー、プラム、グアバ、タンジェリン、ボロホ(borojo)、クプアス(cupuacu)、クコ、またはキウィ由来のジュースなどの果汁)と、ゲニピン含有ジュース(例えば、ゲニパ・アメリカナ由来のジュースなどの果汁)の反応に由来する。いくつかの実施形態において、着色剤化合物は、スイカ由来ジュースとゲニパ・アメリカナ由来ジュースの反応に由来する。
ある特定の実施形態は、着色剤化合物を単離する方法に関し、本方法は、以下を含む:ゲニピンとグリシンの反応に由来する青色混合物に、アルコール溶媒を用いて抽出を行い、アルコール溶解性画分およびアルコール不溶性画分とする工程;および、アルコール溶解性画分またはアルコール不溶性画分いずれかを精製する工程。いくつかの実施形態において、青色混合物は、ゲニピンとグリシンの反応に由来する乾燥粉末(例えば、凍結乾燥粉末)である。
ある特定の実施形態は、精製された式4の重合体、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩を含む実質的に精製された着色剤化合物に関する。いくつかの実施形態において、実質的に精製された着色剤化合物は、式2、3’A(Me)、または3’B(Me)の二量体を含む。いくつかの実施形態において、実質的に精製された着色剤化合物、例えば、重合体(例えば、式4のもの、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩)は、炭水化物(例えば、糖類)を含まない。いくつかの実施形態において、実質的に精製された着色剤化合物は、炭水化物を少なくとも80%、85%、90%、95%、99%、または100%含まず、かつ他の不純物(例えば、単量体、二量体、脂肪酸、脂肪、タンパク質、および/または有機酸)を少なくとも80%、85%、90%、95%、99%、または100%含まない重合体(例えば、式4のもの、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩)を含む。
いくつかの実施形態において、基質に青色を付与する方法は、基質を、本明細書中記載される着色剤組成物と接触させる工程を含む。いくつかの実施形態において、基質は、食品要素、医薬品または栄養補助食品、化粧品、あるいは医療用デバイスである。いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、精製された式4の重合体、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩を含む。いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、実質的に純粋な、式2、3’A(Me)、または3’B(Me)の二量体を含む。
(a)化合物番号1の異性体形の化学式、(b)化合物番号1の異性体形の化学式 (a)化合物番号1の異性体形の化学式の別の表し方、(b)化合物番号1の異性体形の化学式の別の表し方 (a)化合物番号3の異性体形の化学式、(b)化合物番号3の異性体形の化学式 (a)化合物番号3の異性体形の化学式の別の表し方、(b)化合物番号3の異性体形の化学式の別の表し方 ゲニピンとグリシンの反応から単離された化合物1の核磁気共鳴(NMR)分光スペクトル ゲニピンとグリシンの反応から単離された化合物3のNMR分光スペクトル ゲニピンとグリシンの反応から単離されたS31画分、S32画分、S33画分、およびS34画分(S3画分に由来)のNMR分光スペクトル 式4を有する重合体構造の模式図 ゲニピンとグリシンの反応から単離された不溶性画分のNMRスペクトル ゲニピンとグリシンの反応から単離された重合体のH−13C固体NMRスペクトル ゲニピンとグリシンの反応から単離された重合体の分子量選択濾過により得られた質量特性 ゲニピンとグリシンの反応から単離された重合体のIR特性 (A)ゲニパ・アメリカナジュースとグリシンの反応による青色重合体を含有する4つの試料(A、B、C、およびD)の高速液体クロマトグラフィー(HPLC)のトレース。A)ピンク線240nm、青線590nm、青線の方が吸光度が低い、(B)ゲニパ・アメリカナジュースとグリシンの反応による青色重合体を含有する4つの試料(A、B、C、およびD)の高速液体クロマトグラフィー(HPLC)のトレース。B)240および590nmでほぼ等しい吸光度、(C)ゲニパ・アメリカナジュースとグリシンの反応による青色重合体を含有する4つの試料(A、B、C、およびD)の高速液体クロマトグラフィー(HPLC)のトレース。C)590nmの吸光度のほうが高い、(D)ゲニパ・アメリカナジュースとグリシンの反応による青色重合体を含有する4つの試料(A、B、C、およびD)の高速液体クロマトグラフィー(HPLC)のトレース。D)キャリアを含む原液バッチ。 青色重合体の参照標準溶液についての較正曲線1 青色重合体の参照標準溶液についての較正曲線2 青色重合体の参照標準溶液についての較正曲線3 青色重合体の参照標準溶液についての較正曲線4 青色重合体の参照標準溶液についての較正曲線5 青色重合体の参照標準溶液についての較正曲線6 試料PF、FC、およびPC(PF、FC、およびPCの定義については実施例10を参照)のHPLCスペクトルおよびUV吸収 試料PF、FC、およびPCの呈色パラメーター XAD−7樹脂から溶出した重合体画分および水性画分のHPLCスペクトル ゲニパ・アメリカナジュースと様々なアミノ酸との反応生成物のUV−vis吸収スペクトル ゲニパ・アメリカナジュースと様々なアミノ酸との反応生成物のHPLC分析を、アミノ酸によって分類して示す説明図。各アミノ酸のうち、(19A)グリシン、リシン、およびバリンについて示し、条件は以下のとおりである:実施例6の方法を用いたゲニパ・アメリカナジュースとアミノ酸との反応生成物のHPLCスペクトル;重合体が同定されるHPLC領域の拡大図;および選択したシグナルのUV−visスペクトル。 ゲニパ・アメリカナジュースと様々なアミノ酸との反応生成物のHPLC分析を、アミノ酸によって分類して示す説明図。各アミノ酸のうち、(19B)メチオニンおよびプロリンについて示し、条件は以下のとおりである:実施例6の方法を用いたゲニパ・アメリカナジュースとアミノ酸との反応生成物のHPLCスペクトル;重合体が同定されるHPLC領域の拡大図;および選択したシグナルのUV−visスペクトル。 ゲニパ・アメリカナジュースと様々なアミノ酸との反応生成物のHPLC分析を、アミノ酸によって分類して示す説明図。各アミノ酸のうち、(19C)チロシンおよびトリプトファンについて示し、条件は以下のとおりである:実施例6の方法を用いたゲニパ・アメリカナジュースとアミノ酸との反応生成物のHPLCスペクトル;重合体が同定されるHPLC領域の拡大図;および選択したシグナルのUV−visスペクトル。 様々なアミノ酸とゲニパ・アメリカナジュースとの反応生成物を、pH3.0の緩衝液に入れ、254nmの紫外線を照射した場合の安定性を示す説明図(半減期で表す) (A)新鮮なゲニパ・アメリカナ果物の中果皮から水抽出したもののHPLCスペクトル。ゲニピンの保持時間(22〜23分)に近い、保持時間が19〜20分のピークを持ち、最大吸収波長が240nmであり、(B)21Aのものと同じ熟成度であるが、ただし抽出前に室温で3日間放置した、ゲニパ・アメリカナ果物の中果皮(皮)から水抽出したもののHPLCスペクトル。保持時間が19〜20分のピークおよび22〜23分のピークを有する。 ゲニパ・アメリカナ果物の中果皮(皮)の水抽出物とグリシンから得られる紫色生成物のH NMR ゲニパ・アメリカナ果物の中果皮(皮)の水抽出物を予め加熱したものとグリシンを反応させる方法で得られる青色生成物のH NMR ゲニパ・アメリカナ(ハグワ(Jagua))の熟していない果物を示し、果皮(外側の皮)、内果皮(果肉)、および中果皮(皮)の標識が付いている。 (A)ゲニピン(25A)のCDOD(水を低減したもの)中のH NMR、(B)中果皮で見られる前駆体(25B)のCDOD(水を低減したもの)中のH NMR (A)の水抽出物(26A)のHPLC特性(240nm)、(B)水抽出物の酢酸エチル溶媒分配物(26B)のHPLC特性(240nm) 収穫後数日間室内条件に維持したハグワ果物の中果皮の水抽出物のHPLC特性(240nm) 中果皮の水抽出物のH NMR実験結果を示し、図中、アルデヒドピークが存在することが予想される領域を拡大して示す。 ハグワ中果皮に見られるゲニピン前駆体の13C NMRスペクトル ゲニピン(1)およびゲニポシド(2)の化学構造を示す。 Me−Gly(ゲニパ・アメリカナジュースとグリシンおよびメチオニンとの同時反応);1+2(メチオニンとゲニパ・アメリカナジュースの反応、続いてグリシンとの反応);およびRN(ゲニパ・アメリカナジュースとグリシンのみとの反応)により得られるクロマトグラム
定義
本明細書中使用される場合、「重合体」という用語は、重合により形成される、基本的に繰返し構造単位で構成される、化合物または化学混合物を意味する。
精製重合体は、本明細書中、特定の分子構造および固定された個数の繰返し構造単位を持つ精製された単一種の化合物であると理解することができる。精製重合体は、重合反応で形成された、重合度が様々に異なる(すなわち、繰返し構造単位の個数が異なっている可能性がある)重合体化合物の混合物であるとも理解することができる。
スキーム(scheme)1は、反応体(reactant)1(例えば、ゲニピン、R=Me)および反応体2(例えば、グリシン、R=COOH、RおよびR’はHである)の重合反応の例を示す。そうすると、スキーム1に記載の反応による重合体の精製物は、単一種の重合体分子(単一種の式4の重合体分子とは、式中のT、T、A、およびnが固定されていることを意味する)をある特定の純度で(例えば、重合体を重量で75%超、80%超、85%超、90%超、または95%超含有する)含む単離された重合体組成物であることが可能である。スキーム1に記載の反応による重合体の精製物はまた、同じ繰り返し構造単位を共有するが、重合度が様々に異なる(例えば、式4中、重合体化合物は、同じ内容のAを有するがnの値は異なる)反応混合物で形成された重合体混合物をある特定の純度で(例えば、重合体を重量で75%超、80%超、85%超、90%超、または95%超含有する)含む単離された重合体組成物であることも可能である。
Figure 2016527331
ある特定の実施形態において、重合体は、本明細書中、分子式(例えば、式4)、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩であることを特徴とする。本明細書中使用される場合、「式4の重合体」または式4の複数の重合体は、式4に記載の構造を有する重合体または複数の重合体、あるいはその幾何異性体、その互変異性体、またはその塩であることを意味する。ある特定の実施形態において、重合体は、本明細書中、物理データ(例えば、スペクトルデータ、分子量分布)により特性決定される。重合体を特性決定する方法は、当該分野で既知である。例えば、重合体は、分光学的方法(例えば、IR、UV/vis、NMR、MSなど)により特性決定することが可能であり;および、重合体の分子量を分析することで、数平均分子量(M)および/または重量平均分子量(M)を得ることができる。
幾何異性体(geometric isomer)という用語は、本明細書中使用される場合、同一の構造を有するが、ただし二重結合における配置が異なる異性体を意味する(すなわち、EもしくはZ異性体、またはシス/トランス異性体)。例示として、スキーム2に、2つの幾何異性体の対を示す。この2つの異性体の唯一の違いは二重結合における配置である。
Figure 2016527331
互変異性体(taotomer)または互変異性型異性体という用語は、本明細書中使用される場合、互変異性を通じて相互転換可能な化合物を意味する。互変異性は、当該分野で既知であり、一般に、スキーム3Aに示すとおりの反応を示す。ほとんどの場合、この反応の基Gは、水素である。
Figure 2016527331
互変異性体のさらなる例をスキーム3Bに示す。スキーム3Bは、可能な互変異性体構造の全てを示しているわけではない。
Figure 2016527331
スキーム2、3A、および3Bで用いた矢印は、例示を目的としており、異性体または互変異性体間の実際の平衡と解釈されることを意図しない。
本明細書中使用される場合、「塩」という用語は、特に記載がないかぎり、内塩または外塩の両方を含むものとする。外塩の例として、カウンターイオンとしてカチオン、例えばアルカリ金属イオン(例えば、Na、Kなど)、アルカリ土類金属イオン(例えば、Mg2+、Ca2+など)、アンモニウムイオン(例えば、NH 、または有機アンモニウムイオン)などを有する塩が挙げられる。外塩の例としてまた、カウンターイオンとしてアニオン、例えば無機アニオン(例えば、CI、SO 2−、Br、HSO 、など)または有機アニオン(例えば、カルボン酸アニオン、例えばギ酸アニオン、酢酸アニオンなど)などを有する塩が挙げられる。
本明細書中使用される場合、化合物番号1、2、および3は、実施例の部で記載されるとおりのゲニピンとグリシンの反応から単離された化合物を示す。
本明細書中使用される場合、二量体または二量体化合物は、基本的に2つの単量体からなる化合物を意味する。二量体の例として、化合物番号1、番号2、番号3、ならびに式1A、1B、2、3A、3B、2’、3’A、3’B、3’A(Me)、3’B(Me)、6、7、および8の化合物が挙げられる。
本明細書中使用される場合、ある化合物(例えば、第一の付加化合物、第二の付加化合物、またはそれらの組み合わせ)を「実質的に含まない」とは、その化合物の全重量が、参照物(例えば、式4の重合体、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩)の5重量%未満であることを意味する。いくつかの実施形態において、ある化合物を「実質的に」含まないとは、その化合物の全重量が、参照物(例えば、式4の重合体、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩)の4.5重量%未満、4重量%未満、3重量%未満、2重量%未満、1重量%未満、0.5重量%未満、0.1重量%未満、または0.01重量%未満であることを意味する。いくつかの実施形態において、ある化合物を「実質的に含まない」組成物(例えば、着色剤組成物)とは、その組成物が、その化合物を含まないことを意味する。いくつかの実施形態において、ある化合物を「実質的に含まない」とは、その化合物の全重量が、参照物(例えば、式4の重合体、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩)の、0.01〜5重量%、0.01〜4.5重量%、0.01〜4重量%、0.01〜3重量%、0.01〜2重量%、0.01〜1重量%、0.01〜0.5重量%、または0.01〜0.1重量%であることを意味する。
本明細書中使用される場合、「実質的に精製された」または実質的に純粋な化合物(例えば、実質的に精製された重合体、実質的に精製された二量体)という用語は、重量で(例えば、乾燥重量、すなわち、溶媒など(例えば、水、CHCN、MeOH、EtOHなど)の揮発性成分を勘定に入れないで)、80%超(例えば、80%超、85%超、90%超、95%超、または99%超)の純度を有する化合物を意味する。いくつかの実施形態において、実質的に純粋な、式4の重合体、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩は、重合体、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩を、乾燥重量で、80%超、85%超、90%超、95%超、または99%超含む。
本明細書中使用される「精製ゲニピン」という用語は、ゲニピンを80重量%超、85重量%超、90重量%超、95重量%超、または99重量%超含む物質を示す。同様に、本明細書中使用される「精製グリシン」という用語は、グリシンを80重量%超、85重量%超、90重量%超、95重量%超、または99重量%超含む物質を示す。
本開示の着色剤の純度は、既知の分析方法(例えば、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)分析)で測定することができる。すなわち、試料中の化合物(例えば、二量体、重合体)の定量は、HPLC法、例えば、実施例の部で記載される方法と同様なものにより達成することができる。
二量体を含む着色剤組成物
本発明は、ゲニパ・アメリカナのゲニピンとグリシンの反応に由来する着色剤化合物およびその分子構造式、ならびに着色剤化合物を単離する方法を提供する。いくつかの実施形態において、着色剤化合物は、反応で得られる物質をクロマトグラフィーで複数回分画することにより得られる。いくつかの実施形態において、分子構造式は、H核磁気共鳴分光法(H NMR)、J変調(JMOD)、H−H相関分光(COSYH−H)実験、および他の分子構造解析ツールによる分析で決定される。
いくつかの実施形態において、式3Aの着色剤化合物(本出願において、式3Aは、化合物番号3についての好適な異性体型のものである):
Figure 2016527331
別の実施形態において、着色剤化合物は、式3Bの異性体型を有する(本出願において、式3Bは、化合物番号3についての異性体型のものである):
Figure 2016527331
ある特定の実施形態は、式3Aの着色剤化合物を単離する方法に関する:
Figure 2016527331
この場合、本方法は以下を含む:
A.ゲニパ・アメリカナジュースからゲニピンを単離する工程;
B.グリシンとこのゲニピンを反応させて、メタノール溶解性の材料を得る工程;
C.メタノール溶解性の材料を、クロマトグラフィーにより、S1画分、S2画分、S3画分、およびS4画分へと分離する工程。
D.S3画分を、クロマトグラフィーにより、S31画分、S32画分、S33画分、およびS34画分へと再度分離する工程。逆相クロマトグラフィーにより、S33画分から、式Iの化合物を単離する工程。
次善の好適な実施形態は、式3Bの異性体型を有する化合物を単離する方法に関し:
Figure 2016527331
本方法は、以下を含む:
A.ゲニパ・アメリカナジュースからゲニピンを単離する工程;
B.グリシンとこのゲニピンを反応させて、メタノール溶解性の材料を得る工程;
C.メタノール溶解性の材料を、クロマトグラフィーにより、S1画分、S2画分、S3画分、およびS4画分へと分離する工程。
D.S3画分を、クロマトグラフィーにより、S31画分、S32画分、S33画分、およびS34画分へと再度分離する工程。
E.逆相クロマトグラフィーにより、S33画分から、式Iの化合物を単離する工程。
図3Aおよび図4Aは、化合物番号3の好適な異性体型を表す化学式を示す。化合物番号3は、非常に濃い青色着色剤物質である。図3Bおよび図4Bは、化合物番号3の次善の好適な異性体型を示す。図6は、化合物番号3の核磁気共鳴(NMR)分光特性を示す。化合物番号3のNMR分光特性の分析結果を以下に示す:
H NMR(400MHz,DO).δ8.6,8.0,7.9,6.7,3.90, 1.8ppm。
13C NMR(100MHz).δ172.2,166.3,138.8,135.6,135.1,133.3,131.4,127.1,120.46,118.9,61.0,53.3,11.2ppm。
m/z505[M+H]
化合物番号3をさらに分析したところ、以下が示された:
化合物3の質量スペクトルは、質量分析法でm/z=505[Μ+Η]+.を提示したので、これまでに記載された化合物の異性体であることを示している。しかしながら、Hおよび13CNMRスペクトルは、先のものと大きく異なっていた。プロトンスペクトルにおいて、以下の一重項が検出された:δ8.0、δ7.9、およびδ6、7(各シグナルは2H)ならびにもう1つ、δ8.6の積算して1Hになる一重項。他のシグナルとしては、δ4.7の一重項(N−CH2)ならびにδ3.9(OCH)およびδ1.8(CHビニル)の2つのメチル基があった。JMOD実験により、以下の炭素原子もまた観測された:δ172.2のカルボキシル基、δ166.3のメチルエステル(COOH)、δ138.8、δ135.1、δ127.1、δ120.4、δ118.9の5個の第四級炭素原子、δ135.6、δ133.3、δ131.4、δ131.4の4つのメチン、δ61.0の1つのメチレン(N−CH)、ならびにδ53.3(OCH)およびδ11.2(CHビニル)の2つのメチル基。各単量体単位の構造は、HMBC実験により帰属を行った:δ7.9およびδ8.0のシグナルは、ピリジル基のプロトンであると帰属された、なぜなら、δ61.0でのN−メチレン基との長距離相関が検出されたからである;さらに、最後のプロトンは、δ172.2で、メチルエステルカルボニルとのJカップリングを示している。加えて、他の重要なカップリングが、δ131.4(C−7)の一重項とメチル基のプロトンの間で示された。芳香族およびビニルプロトンの量が少ないことから、図3A〜図3Bに示すような対称二量体分子が存在することが示された。メチルエステル基の相対的な方向に従ってこの分子を2種の構造に帰属させることが可能である(図3A〜図3B)が、またしても、構造Bは立体障害により可能性が低い。
別の実施形態において、着色剤化合物番号3を単離する方法は、以下を含む:
A.ゲニパ・アメリカナジュースからゲニピンを単離する工程;
B.グリシンとこのゲニピンを反応させて、メタノール溶解性の材料を得る工程;
C.メタノール溶解性の材料を、クロマトグラフィーにより、S1画分、S2画分、S3画分、およびS4画分へと分離する工程。
D.S3画分を、クロマトグラフィーにより、S31画分、S32画分、S33画分、およびS34画分へと再度分離する工程(図7)。逆相クロマトグラフィーにより、S33画分から、式Iの化合物を単離する工程。
本出願において、S1、S2、S3、S4、ならびにS31、S32、S33およびS34という用語は、方法で記載される工程に由来する画分を指定するためのものである。しかしながら、これらの用語(S1、S2、S3、S4、ならびにS31、S32、S33、およびS34)は、S3と同様な画分およびS3由来画分(図7に示すものと同様なNMR分光分析結果のもの)がもたらされる同様なクロマトグラフィー工程により得られる任意の画分を包含し、その画分はゲニピンとグリシンの反応に由来するものであり得る。図7は、S3画分に由来するS31画分、S32画分、S33画分、およびS34画分のNMR分光分析を示す。
いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、ゲニピンとグリシンの反応から単離された、実質的に純粋な、式1A、1B、2、3’A(Me)、および3’B(Me)の化合物を含む。
いくつかの実施形態において、着色剤化合物番号3を単離する方法は、以下を含む:
A.ゲニパ・アメリカナジュースからゲニピンを単離する工程;
B.グリシンとこのゲニピンを反応させて、メタノール溶解性の材料を得る工程;
C.メタノール溶解性の材料を、クロマトグラフィーにより、S1画分、S2画分、S3画分、およびS4画分へと分離する工程。
D.S3画分を、クロマトグラフィーにより、S31、S32、S33、およびS34画分へと再度分離する工程(図7)。逆相クロマトグラフィーにより、S33画分から、化合物3を単離する工程。
本出願の目的に関して、S1、S2、S3、S4、およびS31、S32、S33、S34、およびM2S1R、M2S2R、M2S3R、M2S4R、ならびにi1およびi2という用語は、方法で記載される工程に由来する画分を指定するためのものである。しかしながら、これらの用語(S1、S2、S3、S4、ならびにS31、S32、S33、およびS34)は、S3と同様な画分およびS3由来画分(図7に示すものと同様なNMR分光分析結果のもの)がもたらされる同様なクロマトグラフィー工程により得られる任意の画分を包含し、その画分はゲニピンとグリシンの反応に由来するものであり得る。図7は、S3画分に由来するS31画分、S32画分、S33画分、およびS34画分のNMR分光分析を示す。
ある特定の実施形態は、実質的に精製された、式3’A(Me)または式3’B(Me)の化合物、その幾何異性体、その互変異性体、その塩、またはそれらの組み合わせに関する:
Figure 2016527331
ある特定の実施形態は、実質的に精製された、式1Aまたは式IBの化合物、その幾何異性体、その互変異性体、その塩、またはそれらの組み合わせに関する;
Figure 2016527331
重合体を含む組成物
ある特定の実施形態において、本開示の精製重合体(例えば、式4の重合体、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩)は、そのものを単独のまたは主要着色剤として、または別の着色剤(例えば、式1A、1B、2、3A、3B、2’、3’A、3’B、3’A(Me)、3’B(Me)の二量体、またはそれらの任意の組み合わせ)と組み合わせて使用することができる。いくつかの実施形態において、本開示の精製重合体(例えば、式4の重合体、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩)は、重合体を希釈剤(例えば、水)と混合することにより希釈することができる。いくつかの実施形態において、本開示の精製重合体(例えば、式4の重合体、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩)は、重合体および希釈剤(例えば、メタノール、水、などの溶媒)を含む組成物から、希釈剤を除去することにより濃縮することができる。
いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、式4の重合体:
Figure 2016527331
その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩、
を含み、
式中、nは2〜200の整数であり;
式中、各Aは、独立して、式5A、式5B、式5C、それらの幾何異性体、それらの互変異性体、それらの塩、およびそれらの組み合わせからなる群より選択され:
Figure 2016527331
式中:
は、水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、sec−ブチル、イソブチル、またはtert−ブチルであり;
およびR’は、それぞれ独立して、水素またはC1−10アルキルであり;
は、水素またはCOOHであり;
かつ、式中、Tは、水素またはメチル基であり;かつTは、水素またはA−Tであり、式中AおよびTは、上記で定義され;
この場合、着色剤組成物は、式6、式7、式8、それらの幾何異性体、それらの互変異性体、およびそれらの塩からなる群より選択される第一の付加化合物を実質的に含まない:
Figure 2016527331
いくつかの実施形態において、RはHである。いくつかの実施形態において、Rは、COOHである。
いくつかの実施形態において、RおよびR’のうち1つは水素である。いくつかの実施形態において、RおよびR’は両方とも水素である。いくつかの実施形態において、RおよびR’のうち1つは水素であり;R2およびR’2の残りの1つは、無置換のC1−10直鎖アルキル鎖(例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルなど)、または1−3メチル基(イソプロピル、イソブチル、イソペンチル、など)で置換されたC1−10直鎖アルキル鎖である。
いくつかの実施形態において、
Figure 2016527331
は、アミノ酸残基(RはCOOHであり、Rおよび/またはR’は、側鎖を表す)を表す。いくつかの実施形態において、アミノ酸残基は、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、セリン、システイン、トレオニン、メチオニン、プロリン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、ヒスチジン、リシン、アルギニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン、タウリン、カルニチン、オルニチン、シトルリン、またはグルタミンの残基である。いくつかの実施形態において、アミノ酸残基は、グリシン残基である。
いくつかの実施形態において、Rは、水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、sec−ブチル、イソブチル、またはtert−ブチルが可能であり、例えば、Rは、水素、メチル、またはエチルが可能である;またはRは、メチルが可能である。
いくつかの実施形態において、Tは、水素またはメチルが可能である。
いくつかの実施形態において、nは、2〜200、2〜150、2〜100、2〜50、2〜25、2〜20、2〜15、2〜10、または2〜5である。
いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、式4の重合体:
Figure 2016527331
その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩、
を含み、
式中、nは、2〜20の整数であり;
式中、各Aは、独立して、式5’A、式5’B、式5’C、それらの幾何異性体、それらの互変異性体、それらの塩、およびそれらの組み合わせからなる群より選択され:
Figure 2016527331
式中:
は、水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、sec−ブチル、イソブチル、またはtert−ブチルであり;かつ、式中、Tは、水素またはメチル基であり;かつTは、水素またはA−Tであり、式中AおよびTは、上記で定義され;
この場合、着色剤組成物は、式2’、式3’A、式3’B、それらの幾何異性体、それらの互変異性体、およびそれらの塩からなる群より選択される第一の付加化合物を実質的に含まない:
Figure 2016527331
いくつかの実施形態において、Rは、メチルである。
いくつかの実施形態において、適切な式4の重合体、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩は、様々な繰返し単位(すなわち、異なる「A」が式4に存在する)、様々な末端基(例えば、異なるT、T、または両方)、および/または様々な鎖長を有する。別の実施形態において、適切な式4の重合体、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩は、特徴的なUV−Vis吸収スペクトル(例えば、最大吸収波長(λmax))、NMRスペクトル、IRスペクトル、平均分子量(例えば、数平均分子量(M))、またはそれらの組み合わせを有するものを含む。別の実施形態において、適切な式4の重合体、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩は、ある特定レベルの純度を有するものを含む。
重合体構造
いくつかの実施形態において、式4の重合体の各Aは、それぞれ独立して、式5’A、式5’B、式5’C、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩である。いくつかの実施形態において、式4の重合体の各Aは、式5’A、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩である。いくつかの実施形態において、式4の重合体の各Aは、式5’B、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩である。いくつかの実施形態において、式4の重合体の各Aは、式5’C、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩である。他の実施形態において、式4の重合体は、式5’Aおよび式5’B両方、式5’Aおよび式5’C両方、式5’Bおよび式5’C両方、または式5’A、式5’B、および式5’Cを含む繰返し単位を含むことができる。
様々なR基(例えば、水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、sec−ブチル、イソブチル、またはtert−ブチル)を持つ式4の重合体が、青色着色剤化合物として有用である。いくつかの実施形態において、Rは、水素、メチル、またはエチルが可能である。いくつかの実施形態において、式4の重合体の各Aは、式5’A、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩であり、式5’AのRは、水素である。いくつかの実施形態において、式4の重合体の各Aは、式5’A、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩であり、式5’AのRは、メチルである。いくつかの実施形態において、式4の重合体の各Aは、式5’A、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩であり、式5’AのRは、エチルである。いくつかの実施形態において、式4の重合体の各Aは、式5’B、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩であり、式5’BのRは、水素である。いくつかの実施形態において、式4の重合体の各Aは、式5’B、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩であり、式5’BのRは、メチルである。いくつかの実施形態において、式4の重合体の各Aは、式5’B、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩であり、式5’BのRは、エチルである。いくつかの実施形態において、式4の重合体の各Aは、式5’C、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩であり、式5’CのRは、水素である。いくつかの実施形態において、式4の重合体の各Aは、式5’C、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩であり、式5’CのRは、メチルである。いくつかの実施形態において、式4の重合体の各Aは、式5’C、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩であり、式5’CのRは、エチルである。
本開示はまた、異なる末端基を持つ式4の重合体も提供する。いくつかの実施形態において、適切な末端基は、スキーム1に示す反応に従って形成されるもののいずれかである。いくつかの実施形態において、Tは、水素またはメチル基であり;かつTは、水素またはA−Tであり、式中AおよびTは、本明細書中記載されている。
いくつかの実施形態において、重合度が様々に異なる式4の精製重合体、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩は、本開示に開示される様々な用途に適している。いくつかの実施形態において、式4のnは、2〜20、2〜18、2〜16、2〜14、2〜12、2〜10、2〜8、2〜6、2〜4、4〜20、4〜18、4〜16、4〜14、4〜12、4〜10、4〜8、4〜6、6〜20、6〜18、6〜16、6〜14、6〜12、6〜10、6〜8、8〜20、8〜18、8〜16、8〜14、8〜12、8〜10、10〜20、10〜18、10〜16、10〜14、または10〜12の整数である。いくつかの実施形態において、精製重合体が精製された単独種の一般式4の化合物である場合、式4のnは、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20である。
重合体の特性決定
ある特定の実施形態において、ある特定の特性を有する重合体(例えば、式4の重合体、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩)は、着色剤組成物に使用するのに適している。
いくつかの実施形態において、重合体は、UV−Visスペクトルにおいて約580〜約610nmの範囲に最大吸収波長(λmax)を有する。いくつかの実施形態において、重合体は、約580、約585、約590、約595、約600、約605、または約610nmの最大吸収波長(λmax)を有する。いくつかの実施形態において、重合体は、約580nm未満(例えば、約570、約560nmなど)の最大吸収波長(λmax)を有する。いくつかの実施形態において、重合体は、約610nm超(例えば、約620、約630nmなど)の最大吸収波長(λmax)を有する。
いくつかの実施形態において、重合体は、約10.3分のHPLC保持時間(例えば、実施例6に記載の方法により分析した場合)を有することを特徴とする。いくつかの実施形態において、重合体は、240nmでの吸収と比較して590nmでの吸収の方が強いことを特徴とする。いくつかの実施形態において、重合体は、図13Cのスペクトルと実質的に同一なHPLCトレースを有することを特徴とする。
ある特定の実施形態において、様々に異なる平均分子量を有する式4の重合体、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩は、着色剤組成物に使用するのに適している。いくつかの実施形態において、重合体は、約1000〜約20,000の範囲の平均分子量を有する。いくつかの実施形態において、重合体は、約3000〜約15,000、または約3000〜約10,000の範囲の平均分子量を有する。いくつかの実施形態において、重合体は、約4,500〜約7,500の範囲の平均分子量を有する。いくつかの実施形態において、重合体は、約5000、約5500、約6000、約6500、または約7000の平均分子量を有する。いくつかの実施形態において、重合体は、約6000の平均分子量を有する。いくつかの実施形態において、平均分子量は、数平均分子量(M)である。いくつかの実施形態において、平均分子量は、重量平均分子量(M)である。いくつかの実施形態において、平均分子量は、当該分野で既知の任意の平均分子量、例えば粘度平均分子量(M)、Z平均分子量(M)などである。平均分子量(例えば、M、M、M、またはM)を測定および/または計算する方法は、当該分野で既知である。
ある特定の実施形態において、指定されたIR吸収を有する重合体は、着色剤組成物に使用するのに適している。いくつかの実施形態において、重合体は、以下のピーク(±5cm−1)を有するIRスペクトルを特徴とする:3393、2949、1726、1630、および1540cm−1。いくつかの実施形態において、重合体は、図12に示すスペクトルと実質的に同一のIRスペクトルを有することを特徴とする。いくつかの実施形態において、重合体は、以下のピーク(±5cm−1)を有するIRスペクトル:3393、2949、1726、1630、および1540cm−1、または図12に示すスペクトルと実質的に同一のIRスペクトルを有することを特徴とする。
H NMRは、重合体を特性決定する別の分光学的方法である。いくつかの実施形態において、重合体は、図9に示すとおりのH NMRを有する。いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、重合体を含み、この重合体のH NMRは、図9のスペクトルと実質的に同一である。いくつかの実施形態において、重合体は、図9のスペクトルと実質的に同一であるH NMRおよび/または図12のスペクトルと実質的に同一であるIRスペクトルを有する。
質量分析法は、重合体を特性決定するさらに別の方法である。いくつかの実施形態において、m/eが701および/または475のMS断片を有する重合体は、青色着色剤組成物に使用するのに適している。いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、701または475のMS断片(m/e)を有することを特徴とする重合体を含む。いくつかの実施形態において、重合体は、701および405のMS断片(m/e)を有することを特徴とする。いくつかの実施形態において、701および405のMS断片(m/e)は、それぞれ、式9の左側および右側に該当する。
Figure 2016527331
いくつかの実施形態において、重合体は、701および475のMS断片(m/e)を有するとともに、図9のスペクトルと比較して実質的に同一であるH NMRも有することを特徴とする。いくつかの実施形態において、重合体は、さらに、図12のスペクトルと実質的に同一であるIRスペクトルを有することを特徴とする。いくつかの実施形態において、重合体は、図11に示されるものと実質的に同一の質量特性を有することを特徴とする。いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、式6、7、または8の第一の付加化合物を実質的に含まない。
重合体の純度
ある特定の実施形態において、適切な重合体として、例えば、本明細書中記載されるものである特定のレベルの純度を持つものが挙げられる。いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、式4の重合体を含み、この場合の着色剤組成物は、式6、式7、式8、それらの幾何異性体、それらの互変異性体、およびそれらの塩からなる群より選択される第一の付加化合物を実質的に含まない。いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、式2’、式3’A、式3’B、それらの幾何異性体、それらの互変異性体、およびそれらの塩からなる群より選択される第一の付加化合物を実質的に含まない。いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、式2、式3’A(Me)、式3’B(Me)、それらの幾何異性体、それらの互変異性体、およびそれらの塩からなる群より選択される第一の付加化合物を実質的に含まない:
Figure 2016527331
いくつかの実施形態において、第一の付加化合物の全重量は、重合体の4.5重量%未満、4重量%未満、3重量%未満、2重量%未満、1重量%未満、0.5重量%未満、0.1%重量%未満、または0.01重量%未満である。いくつかの実施形態において、第一の付加化合物の全重量は、重合体の1重量%未満である。いくつかの実施形態において、第一の付加化合物の全重量は、重合体の0.1重量%未満である。他の実施形態において、第一の付加化合物の全重量は、重合体の0.01重量%未満である。いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、第一の付加化合物を含まない。いくつかの実施形態において、第一の付加化合物の全重量は、重合体の0.01〜5重量%、0.01〜4.5重量%、0.01〜4重量%、0.01〜3重量%、0.01〜2重量%、0.01〜1重量%、0.01〜0.5重量%、または0.01〜0.1重量%である。
いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、式4の重合体を含み、この場合の着色剤組成物は、式1A、式1B、それらの幾何異性体、それらの互変異性体、およびそれらの塩からなる群より選択される第二の付加化合物を実質的に含まない:
Figure 2016527331
いくつかの実施形態において、第二の付加化合物の全重量は、重合体の1重量%未満である。いくつかの実施形態において、第二の付加化合物の全重量は、重合体の0.1重量%未満である。他の実施形態において、第二の付加化合物の全重量は、重合体の0.01重量%未満である。いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、第二の付加化合物を含まない。いくつかの実施形態において、第二の付加化合物の全重量は、重合体の0.01〜5重量%、0.01〜4.5重量%、0.01〜4重量%、0.01〜3重量%、0.01〜2重量%、0.01〜1重量%、0.01〜0.5重量%、または0.01〜0.1重量%である。
いくつかの実施形態において、第一の付加化合物を実質的に含まない着色剤組成物は、さらに、第二の付加化合物も実質的に含まない。重合体の重量に対する第一または第二の付加化合物の適切な重量パーセンテージは、本明細書中記載される。いくつかの実施形態において、第一および第二の付加化合物をまとめた重量は、重合体の5重量%未満(例えば、4.5重量%未満、4重量%未満、3重量%未満、2重量%未満、1重量%未満、0.5重量%未満、0.1重量%未満、0.01重量%未満)である。いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、第一および第二の付加化合物を含まない。いくつかの実施形態において、第一および第二の付加化合物の全重量は、重合体の0.01〜5重量%、0.01〜4.5重量%、0.01〜4重量%、0.01〜3重量%、0.01〜2重量%、0.01〜1重量%、0.01〜0.5重量%、または0.01〜0.1重量%である。
いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、式4の重合体を含み、この重合体の他には、580〜610nmの範囲に最大吸収波長(λmax)を有する化合物を実質的に含まない。いくつかの実施形態において、式4の重合体以外の580〜610nmの範囲に最大吸収波長(λmax)を有する化合物の全重量は、重合体の5重量%未満(例えば、4.5重量%未満、4重量%未満、3重量%未満、2重量%未満、1重量%未満、0.5重量%未満、0.1重量%未満、0.01重量%未満)である。いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、式4の重合体の他には、580〜610nmの範囲に最大吸収波長(λmax)を有する化合物を含まない。いくつかの実施形態において、式4の重合体以外の580〜610nmの範囲に最大吸収波長(λmax)を有する化合物の全重量は、重合体の0.01〜5重量%、0.01〜4.5重量%、0.01〜4重量%、0.01〜3重量%、0.01〜2重量%、0.01〜1重量%、0.01〜0.5重量%、または0.01〜0.1重量%である。
ある特定の実施形態は、実質的に精製された式4の重合体、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩に関する。
いくつかの実施形態において、実質的に精製された重合体は、以下:
Figure 2016527331
その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩、
を含み、
式中、nは、2〜20の整数であり;
式中、各Aは、式5’A(Me)のもの、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩であり:
Figure 2016527331
式中、Tは、水素またはメチル基であり;かつTは、水素またはA−Tであり、式中、AおよびTは、上記で定義される。いくつかの実施形態において、実質的に精製された重合体は、本明細書中記載される平均分子量を有する(例えば、約6,000の数平均分子量(M)を有する)ことを特徴とする。いくつかの実施形態において、実質的に精製された重合体は、本明細書中記載されるIRスペクトル(例えば、以下のピーク(±5cm−1)を有するIRスペクトル:3393、2949、1726、1630、および1540cm−1)を有することを特徴とする。いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、式4の重合体を含み、この場合の着色剤組成物は、炭水化物、例えば、糖類を含まない、または実質的に含まない。いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、炭水化物を含まず、他の不純物(例えば、単量体、二量体、脂肪酸、脂肪、タンパク質、または有機酸など)を少なくとも80%、85%、90%、95%、99%、または100%含まない。
精製重合体を調製する方法
ある特定の実施形態において、本開示の重合体は、スキーム1に開示されるとおり、ゲニピン誘導体(例えば、ゲニピン)とアミン(例えば、グリシン)を反応させることで調製される。いくつかの実施形態において、精製重合体は、スキーム1に開示されるとおり、ゲニピン誘導体(例えば、ゲニピン)とアミン(例えば、グリシン)を反応させた混合物を精製することで得られる。
いくつかの実施形態において、重合体は、ゲニピンとアミンを反応させることで調製される。いくつかの実施形態において、重合体は、ゲニピンと第一級アルキルアミン(例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、または他のC1−10第一級アミンなど)を反応させることで調製される。いくつかの実施形態において、重合体は、ゲニピンと第二級アルキルアミン(例えば、イソプロピルアミン、または他のC1−10第二級アミンなど)を反応させることで調製される。いくつかの実施形態において、重合体は、ゲニピンとアミノ酸(例えば、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、リシン、チロシン、メチオニン、プロリン、フェニルアラニンなど)を反応させることで調製される。いくつかの実施形態において、重合体は、ゲニピンとグリシンを反応させることで調製される。
いくつかの実施形態において、ゲニピンは、精製ゲニピン、またはゲニピン含有ジュースである。いくつかの実施形態において、本開示の重合体は、精製ゲニピン(例えば、80重量%超、85重量%超、90重量%超、95重量%超、または99重量%超)とグリシンの反応により形成された生成物である。いくつかの実施形態において、本開示の重合体は、グリシンとゲニピン含有ジュースの反応から得られた生成物を精製したものである。いくつかの実施形態において、ゲニピン含有ジュースは、果汁である。いくつかの実施形態において、果汁は、ゲニパ・アメリカナに由来する。
いくつかの実施形態において、グリシンは、精製グリシンである。いくつかの実施形態において、グリシンは、グリシン含有混合物(例えば、グリシン含有ジュース、またはグリシン含有乾燥混合物、たとえばグリシン含有ジュースを濃縮したもの)である。いくつかの実施形態において、グリシンは、グリシン含有ジュース(例えば、スイカ、白ブドウ、パイナップル、ライチ、マスクメロン、バナナ、オレンジ、リンゴ、ナシ、レモン、パッションフルーツ、赤ブドウ、ブルーベリー、タマリンド、モモ、パパイヤ、アサイー、プラム、グアバ、タンジェリン、ボロホ、クプアス、クコ、またはキウィなどに由来するジュースなどの果汁)である。いくつかの実施形態において、グリシンは、スイカに由来するグリシン含有ジュースである。いくつかの実施形態において、グリシンは、新鮮なスイカに由来するグリシン含有ジュースである。
いくつかの実施形態において、重合体は、スイカ由来のジュースとゲニピンの反応に由来する。いくつかの実施形態において、重合体は、スイカ由来のジュースとゲニパ・アメリカナ由来のジュースの反応に由来する。いくつかの実施形態において、重合体は、スイカ由来のジュースと精製ゲニピン(例えば、80重量%超、85重量%超、90重量%超、95重量%超、または99重量%超)の反応に由来する。
ある特定の実施形態は、ゲニピンとアミンの反応混合物から重合体を単離する方法に関する。いくつかの実施形態において、本方法は、(a)ゲニピンとアミンの反応に由来する青色混合物に、溶媒(例えば、メタノール)を用いて抽出を行い、溶解性画分および不溶性画分とする工程;ならびに(b)不溶性画分を精製する工程、を含む。いくつかの実施形態において、精製工程(b)は、不溶性画分をHPLC精製に供する工程を含む。
ある特定の実施形態は、ゲニピンとグリシンの反応混合物から重合体を単離する方法に関する。いくつかの実施形態において、本方法は、(a)ゲニピンとグリシンの反応に由来する青色混合物に、メタノールを用いて抽出を行い、メタノール溶解性画分およびメタノール不溶性画分とする工程;ならびに(b)メタノール不溶性画分を精製する工程、を含む。いくつかの実施形態において、青色混合物は、精製ゲニピン(例えば、80重量%超、85重量%超、90重量%超、95重量%超、または99重量%超)とグリシンの反応に由来する。いくつかの実施形態において、青色混合物は、グリシンとゲニパ・アメリカナ由来のジュースの反応に由来する。いくつかの実施形態において、青色混合物は、ゲニピンとグリシンの反応に由来する乾燥粉末(例えば、凍結乾燥粉末)である。いくつかの実施形態において、精製工程は、不溶性画分をHPLC精製に供する工程を含む。いくつかの実施形態において、HPLC精製は、逆相HPLC精製である。いくつかの実施形態において、精製工程(b)は、実施例の部に開示される精製工程と同様である。いくつかの実施形態において、精製方法は、本明細書中記載されるとおりの精製重合体をもたらす。
いくつかの実施形態において、着色剤生成物は、本明細書中記載される方法により生成される。いくつかの実施形態において、着色剤生成物は、(a)ゲニピンとグリシンの反応に由来する青色混合物に、メタノールを用いて抽出を行い、メタノール溶解性画分およびメタノール不溶性画分とする工程;ならびに(b)メタノール不溶性画分を精製して着色剤生成物を得る工程、により生成される。いくつかの実施形態において、青色混合物は、ゲニピンとグリシンの反応に由来する乾燥粉末(例えば、凍結乾燥粉末)である。いくつかの実施形態において、着色剤生成物は、本明細書中開示される式6、7、または8の化合物いずれも実質的に含まない。いくつかの実施形態において、着色剤生成物は、(a)図9に示すものと実質的に同一なNMRスペクトル;(b)以下のピークを有するIRスペクトル(±5cm−1):3393、2949、1726、1630、および1540cm−1;(c)約6,000の平均分子量(例えば、数平均分子量(M));(d)701および/または475のMS断片を示すMSスペクトル;または(e)(a)〜(d)の任意の組み合わせを有することにより特性決定することができる。
炭水化物を実質的に含まない着色剤組成物
ある特定の実施形態は、精製重合体(例えば、式4の重合体)を含む着色剤組成物に関し、この場合の着色剤組成物は、炭水化物(例えば、単糖類、二糖類、少糖類、または多糖類)を実質的に含まない。いくつかの実施形態において、炭水化物は、糖(例えば、単糖類および二糖類)である。いくつかの実施形態において、炭水化物を実質的に含まない着色剤組成物は、他の不純物(例えば、式1A、1B、2、3A、または3Bの二量体)も実質的に含まない。いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、炭水化物を含まない、例えば、着色剤組成物は、例えば、実施例7に記載の方法により検出可能な炭水化物をまったく含有しない。「炭水化物」および「糖」という用語は、本明細書中、他に何か区別がないかぎり、同義に用いられる。
いくつかの実施形態において、炭水化物を含まないまたは実質的に含まない着色剤組成物として、精製重合体以外の追加材料(例えば、単量体、二量体、脂肪酸、脂肪、タンパク質、または有機酸)を含む組成物が挙げられる。いくつかの実施形態において、炭水化物を含まないまたは実質的に含まない着色剤組成物は、さらに、追加化合物(例えば、式1A、1B、2、3A、または3Bの二量体、追加着色剤(例えば、FDAに認可された着色添加物))を含む。いくつかの実施形態において、炭水化物を含まないまたは実質的に含まない着色剤組成物は、例えば、単量体、二量体(例えば、式1A、1B、2、3A、または3Bの二量体)、追加着色剤(例えば、FDAに認可された着色添加物)、脂肪酸、脂肪、タンパク質、または有機酸も、含まないまたは実質的に含まない。いくつかの実施形態において、炭水化物を含まないまたは実質的に含まない着色剤組成物は、炭水化物を実質的に含まない精製重合体と炭水化物を実質的に含まない追加化合物(例えば、式1A、1B、2、3A、または3Bの二量体、追加着色剤(例えば、FDAに認可された着色添加物))を混合する工程を含むプロセスにより調製される。
いくつかの実施形態において、精製重合体は、ゲニピンとグリシンの反応に由来する。いくつかの実施形態において、精製重合体は、精製ゲニピン(例えば、80重量%超、85重量%超、90重量%超、95重量%超、または99重量%超)とグリシンの反応に由来する。いくつかの実施形態において、精製ゲニピンは、ゲニパ・アメリカナに由来する。いくつかの実施形態において、精製重合体は、ゲニピン含有ジュースとグリシンの反応に由来する。いくつかの実施形態において、精製重合体は、果汁(例えば、ゲニパ・アメリカナ由来のジュース、ゲニパ・アメリカナ由来のゲニピン濃縮ジュース))とグリシンの反応に由来する。いくつかの実施形態において、精製重合体は、ゲニピンとグリシン含有ジュース(例えば、スイカジュースなどの果汁および本明細書中記載される他のもの)の反応に由来する。
いくつかの実施形態において、精製重合体は、例えば、実施例6に記載の方法により分析した場合に、約10.3分のHPLC保持時間を有することを特徴とする。いくつかの実施形態において、精製重合体は、240nmでの吸収と比較して590nmでの吸収の方が強いことを特徴とする。いくつかの実施形態において、精製重合体は、図13Cのスペクトルと実質的に同一のHPLCトレースを有することを特徴とする。
ある特定の実施形態は、炭水化物を実質的に含まない着色剤組成物を調製する方法に関する。いくつかの実施形態において、本方法は、以下を含む:粗着色剤組成物をカラムクロマトグラフィー(例えば、分子ふるいカラムクロマトグラフィー、逆相HPLCなど)で精製する工程;炭水化物の存在について画分を分析する工程(例えば、薄層クロマトグラフィーにより);および炭水化物を実質的に含まない画分を収集する工程。いくつかの実施形態において、粗着色剤組成物は、ゲニピン(例えば、精製ゲニピン、ゲニパ・アメリカナ由来のジュース、ゲニピン濃縮ジュース、ゲニパ・アメリカナ由来のゲニピン濃縮ジュース)とグリシンの反応に由来する。いくつかの実施形態において、本方法は、図13A、13B、または13Cのスペクトルと実質的に同一のHPLCトレースを有する着色剤組成物を生成する。いくつかの実施形態において、本方法は、図13Cのスペクトルと実質的に同一のHPLCトレースを有する着色剤組成物を生成する。
ある特定の実施形態は、糖を含まない着色剤組成物を生成する方法に関する。いくつかの実施形態において、本方法は、以下:(a)ゲニパ・アメリカナジュースと、グリシン、バリン、リシン、メチオニン、プロリン、チロシン、トリプトファン、およびそれらの任意の組み合わせからなる群より選択されるアミノ酸を混合する工程;(b)(a)の混合物から糖を除去する工程;および(c)(b)の糖を含まない生成物から着色剤組成物を単離する工程を含み、本方法で得られる着色剤組成物の強度は、糖を除去していない工程(a)の混合物から得られる着色剤組成物の強度より、例えば少なくとも2倍、高い。いくつかの実施形態において、着色剤組成物の強度は、ある特定の波長(例えば、着色剤組成物のλmaxで、580〜610nmの範囲の波長で、590nmの波長で、など)でのUV−vis吸光度により測定される。いくつかの実施形態において、重合体含有量は、パーセンテージ%(g/試料100g)であってHPLC測定により決定され、呈色強度は、分光光度計を用いて決定される(例えば、0.6の吸光度値)。いくつかの実施形態において、本方法は、発酵、カラムクロマトグラフィー(例えば、サイズ排除クロマトグラフィー、HPLC)、逆浸透濾過、限外濾過、精密濾過、透析(例えば、浸透圧勾配を利用する透析方法)、樹脂を介した分離(例えば、XAD4、XAD7、もしくはXAD8樹脂を介した分離)、またはそれらの任意の組み合わせにより、糖を(例えば、ゲニパ・アメリカナジュースとアミノ酸(例えば、グリシン、バリン、リシン、メチオニン、プロリン、チロシン、トリプトファン、それらの組み合わせ)の反応混合物から)除去する工程を含む。ある特定の実施形態において、発酵生成物の微生物学的安定性は、含まれる糖、例えば、中温性微生物病原体(真菌および酵母菌など)を容易に発生させることができるものを除去することにより改善される。
いくつかの実施形態において、本方法は、発酵により糖を除去する工程を含む。いくつかの実施形態において、発酵は、酵母菌(例えば、天然酵母菌、遺伝子修飾された酵母菌、例えば、糖分解の効率が向上したものなど)または細菌(遺伝子修飾された、糖分解の効率が向上した細菌を含む)を用いて行われる。いくつかの実施形態において、酵母菌または細菌は、固定されている(例えば、固体支持体に固定されている;マイクロカプセルに封入されている)。
いくつかの実施形態において、着色剤組成物を調製する方法は、以下:(a)ゲニパ・アメリカナジュースと、グリシン、バリン、リシン、メチオニン、プロリン、チロシン、トリプトファン、およびそれらの任意の組み合わせからなる群より選択されるアミノ酸を混合する工程;(b)工程(a)の混合物を滅菌する工程;(c)工程(b)の滅菌混合物に酵母菌または細菌を播種する工程;(d)工程(c)の播種混合物を、発酵条件下でインキュベートして、発酵生成物を生成させる工程;および(e)クレーム(d)の発酵生成物から着色剤組成物を単離する工程を含み、本方法で得られる着色剤組成物の強度は、発酵していない工程(a)の混合物から得られる着色剤組成物の強度より、例えば少なくとも2倍、高い。
いくつかの実施形態において、工程(d)のインキュベーションは、少なくとも6時間(例えば、6〜24、6〜18、6〜12、6〜9、9〜24、9〜18、9〜12、12〜24、12〜18、または24時間超)である。いくつかの実施形態において、工程(d)のインキュベーションは、6時間未満(例えば、6、5、4、3、2、1、0.5時間)である。ある特定の実施形態は、試料中の重合体を定量する方法に関し、本方法は、外部参照として純粋な形の重合体を用いてHPLC法を行うことを含む。いくつかの実施形態において、重合体は、ゲニピンとグリシンの反応に由来する青色重合体である。いくつかの実施形態において、外部参照としての純粋な形の重合体は、炭水化物を実質的に含まない。いくつかの実施形態において、外部参照としての純粋な形の重合体は、図13Cのスペクトルと実質的に同一のHPLCトレースを有することを特徴とする。
着色剤組成物を生成する方法
ある特定の実施形態は、着色剤組成物を調製する方法に関する。いくつかの実施形態において、着色剤組成物を調製する方法は、以下を含む:(a)ゲニパ・アメリカナ果物からジュースを単離する工程;(b)ジュースと、グリシン(GLY)、バリン(VAL)、リシン(LYS)、プロリン(PRO)、メチオニン(MET)、チロシン(TYR)、およびトリプトファン(TRP)からなる群より選択される第一のアミノ酸と、グリシン(GLY)、バリン(VAL)、リシン(LYS)、プロリン(PRO)、メチオニン(MET)、チロシン(TYR)、およびトリプトファン(TRP)からなる群より選択される第二のアミノ酸とを混合する工程;(c)(b)の後、着色剤組成物を単離する工程。ある特定の実施形態は、ゲニパ・アメリカナ果物から得られるジュースと、アミノ酸の組み合わせ、例えば、グリシンおよびメチオニンとを反応させることにより形成された生成物を含む着色剤組成物に関する。ある特定の実施形態において、新鮮な果物が、収穫から1日または2日以内(例えば、約0〜6、0〜12、0〜18、0〜24、0〜36、または0〜48時間以内)に使用される。他の実施形態において、果物は、冷蔵条件で貯蔵して1.5週間以内(例えば、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、または12日以内)または2週間以内(例えば、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、または14日以内)に使用される。別の実施形態において、果物は熟成しておらず、例えば、熟成した果物が柔らかくでこぼこした表面を持つのに比べて、固く表面も滑らかな果物である。いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、青、青緑、緑、紫、赤、または黒色である。
いくつかの実施形態において、着色剤組成物を調製する方法は、以下を含む:(a)ゲニピンまたはゲニピン誘導体と、グリシン(GLY)、バリン(VAL)、リシン(LYS)、プロリン(PRO)、メチオニン(MET)、チロシン(TYR)、またはトリプトファン(TRP)からなる群より選択される第一のアミノ酸と、グリシン(GLY)、バリン(VAL)、リシン(LYS)、プロリン(PRO)、メチオニン(MET)、チロシン(TYR)、またはトリプトファン(TRP)からなる群より選択される第二のアミノ酸とを混合する工程、ならびにそれにより形成された着色剤組成物を単離する工程。ある特定の実施形態は、ゲニピンまたはゲニピン誘導体と、アミノ酸の組み合わせ、例えば、グリシンおよびメチオニンとを反応させることにより形成された生成物を含む着色剤組成物に関する。いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、青、青緑、緑、紫、赤、または黒色である。
紫色着色剤組成物
ゲニパ・アメリカナの未成熟果物は、ゲニピンの原料であるが、ゲニピンは、イリドイド代謝産物であり、これがアミンと反応して青く着色した生成物をもたらす。ゲニパ・アメリカナ果物(ハグワ)において、ゲニピンは、内果皮(果肉)に見られるので、果物のその他の部分は廃棄される。ハグワ中果皮(皮)部分は、ゲニピン含有量が少ないため、廃棄される。
ある特定の実施形態は、紫色着色剤組成物を調製する方法に関する。いくつかの実施形態において、紫色着色剤組成物を調製する方法は以下を含む:(a)ゲニパ・アメリカナ果物から中果皮を単離する工程;(b)中果皮からジュース抽出物を調製する工程;(c)ジュース抽出物とグリシンを混合する工程;(d)(c)の後、ジュースとグリシンの混合物を加熱する工程;および(e)(d)の後、紫色着色剤組成物を単離する工程。いくつかの実施形態において、工程(d)の加熱は、少なくとも90分(例えば、90分〜約3、4、5、または6時間、あるいは6時間超)である。本明細書中使用される場合、「中果皮」は、果物、例えば、ゲニパ・アメリカナ果物の皮を示す。ある特定の実施形態において、新鮮な果物が、収穫から1日または2日以内(例えば、約0〜6、0〜12、0〜18、0〜24、0〜36、または0〜48時間以内)に使用される。他の実施形態において、果物は、冷蔵条件で貯蔵して1.5週間以内(例えば、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、または12日以内)または2週間以内(例えば、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、または14日以内)に使用される。別の実施形態において、果物は熟成しておらず、例えば、熟成した果物が柔らかくでこぼこした表面を持つのに比べて、固く表面も滑らかな果物である。
ある特定の実施形態は、ゲニピン誘導体を含有する水抽出物とアミン(例えば、グリシン、バリン、プロリン、リシン、トリプトファン、チロシン、またはメチオニンなどのアミノ酸)を反応させることにより形成される生成物を含む着色剤組成物に関する。いくつかの実施形態において、ゲニピン誘導体を含有する水抽出物は、以下を含む方法により調製される:(a)ゲニパ・アメリカナ果物から中果皮を単離する工程;および(b)中果皮を水で抽出する工程。いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、ゲニパ・アメリカナ果物の中果皮の水抽出物とグリシンにより形成された生成物を含む紫色着色剤組成物である。いくつかの実施形態において、水抽出物は、AUC(HPLCスペクトルの曲線の下の面積)に基づいて、ゲニピンを、20%、15%、10%、5%、3%、2%、1%、0.5%、または0.1%未満有する。いくつかの実施形態において、アミノ酸はグリシンである。いくつかの実施形態において、生成物は、ゲニパ・アメリカナ果物の中果皮の水抽出物とグリシンを混合し、次いで混合物を加熱することにより形成されるが、この場合、水抽出物を予め加熱することはない。いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、ゲニピン前駆体を含み、ゲニピン前駆体は、ゲニパ・アメリカナ果物の中果皮(皮)に由来する、(+)−ゲニポシドすなわちゲニピンのイリドイドB−グリコシド前駆体を含む。
ゲニポシドは、ゲニピンのグリコシドである。ゲニポシドは、ゲニピンとは異なる動態および化学的性質を有する。グルコースは、ゲニポシド構造の一部分である。
グルコースは、果肉(内果皮)のゲニパ・アメリカナジュース中に、遊離グルコースとして存在する。しかしながら、ゲニピンは、内果皮で見られるものであり、これは、グリシンと反応すると青色着色剤を生成する。グリシンと中果皮由来のゲニポシドを反応させると、紫色着色剤をもたらす。
ある特定の実施形態は、着色剤組成物を調製する方法に関し、本方法は以下を含む:(a)ゲニパ・アメリカナ果物から中果皮を単離する工程;(b)中果皮からゲニポシドを単離する工程;(c)ゲニポシドと、グリシン(GLY)、バリン(VAL)、リシン(LYS)、プロリン(PRO)、メチオニン(MET)、チロシン(TYR)、トリプトファン(TRP)、またはそれらの任意の組み合わせからなる群より選択されるアミノ酸を混合する工程;および(d)(c)の後、着色剤組成物を単離する工程。いくつかの実施形態において、ゲニポシドは、凍結乾燥または瞬間凍結により、安定化される。いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、紫色である。
緑色着色剤組成物および黒色着色剤組成物
ある特定の実施形態は、緑色または黒色着色剤組成物を調製する方法に関する。ゲニパ・アメリカナジュースを様々なアミノ酸と反応させると、様々な色の生成物、例えば、青色(GLYおよびLYS)、青緑色(VAL、MET、およびTYR)、緑色(TRP)、および黒色(PRO)のものが生成した。いくつかの実施形態は、黒色着色剤組成物を調製する方法に関し、本方法は以下を含む:(a)ゲニパ・アメリカナ果物からジュース抽出物を調製する工程;(c)ジュース抽出物とプロリンを混合する工程;および(e)(c)から黒色着色剤組成物を単離する工程。いくつかの実施形態は、緑色着色剤組成物を調製する方法に関し、本方法は以下を含む:(a)ゲニパ・アメリカナ果物からジュース抽出物を調製する工程;(c)ジュース抽出物とトリプトファンを混合する工程;および(e)(c)から緑色着色剤組成物を単離する工程。
重合体および/または二量体を含む着色剤組成物の使用
ある特定の実施形態は、基質(例えば、食品要素、化粧品、医薬品または栄養補助食品、繊維製品、あるいは医療用デバイスなどのデバイス)に青色を付与するための、精製重合体(例えば、式4の重合体、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩、または炭水化物を実質的に含まない重合体(例えば、ゲニピンとグリシンの反応に由来する重合体)など)または精製二量体(例えば、実質的に純粋な化合物番号1、2、3、または実質的に純粋な式1A、1B、2、3’A(Me)、3’B(Me)の化合物、またはそれらの組み合わせ)の使用に関する。
いくつかの実施形態において、基質(例えば、食品要素、化粧品、医薬品または栄養補助食品、繊維製品、あるいは医療用デバイスなどのデバイス)に青色を付与する方法は、基質を、精製重合体(例えば、式4の重合体、その幾何異性体、その互変異性体、もしくはその塩、または炭水化物を実質的に含まない重合体(例えば、ゲニピンとグリシンの反応に由来する重合体)など)または精製二量体(例えば、実質的に純粋な化合物番号1、2、3、または実質的に純粋な式1A、1B、2、3’A(Me)、3’B(Me)の化合物)を含む着色剤組成物、本明細書中記載される着色剤組成物、またはそれらの任意の組み合わせと接触させる工程を含む。いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、式4の重合体、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩を含む。いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、二量体を含む。いくつかの実施形態において、二量体は、実質的に精製された式1A、1B、2、3’A(Me)、または3’B(Me)の化合物である。いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、式1A、1B、2、3’A(Me)、または3’B(Me)の化合物と、本明細書中開示される重合体のいずれかとを混合するプロセスにより調製される。いくつかの実施形態において、着色剤組成物は、本明細書中開示される重合体または二量体と、着色添加物(例えば、FDAに認可された着色添加物)を混合することにより調製される。いくつかの実施形態において、基質は食品要素である。いくつかの実施形態において、基質は、医療用デバイスである。いくつかの実施形態において、基質は医薬品である。いくつかの実施形態において、基質は、栄養補助食品である。いくつかの実施形態において、基質は、化粧品である。
ある特定の実施形態は、食品要素および本明細書中開示される着色剤組成物(例えば、本明細書中開示される精製重合体を含む着色剤組成物、または本明細書中開示される精製二量体を含む着色剤組成物)を含む食料製品に関する。食品要素は、固形食品要素も可能であるし、液状食品要素も可能である。いくつかの実施形態において、食品要素は、乳製品、ベーカリー製品、ソフトドリンク、菓子類(例えば、キャンディ、またはシリアルバーなど)、または飲料である。いくつかの実施形態において、食品要素は、飲料である。いくつかの実施形態において、食品要素は、炭酸飲料である。いくつかの実施形態において、食品要素は、ヒトが消費するためのものである。いくつかの実施形態において、食品要素は、動物用食品要素、例えばペットフード(例えば、キャットフード、ドッグフードなど。)または家畜飼料(例えば、ウシの餌)である。いくつかの実施形態において、食品要素は、植物の栄養になるもの、例えば肥料などである。いくつかの実施形態において、食品要素は、単位計量された食品要素、例えば単位計量されたヨーグルト、プリン、スープなどである。
ある特定の実施形態は、薬物(例えば、FDA承認薬)および本明細書中開示される着色剤組成物(例えば、本明細書中開示される精製重合体を含む着色剤組成物、または本明細書中開示される精製二量体を含む着色剤組成物)を含む医薬品に関する。いくつかの実施形態において、薬物は、液状剤形になっている。いくつかの実施形態において、薬物は固形剤形になっている。いくつかの実施形態において、薬物は、錠剤、ゲルカプセル剤、ビーズ剤、ペレット剤、丸剤、ドラジェ、ロゼンジ、軟膏、カプセル剤、散剤、液剤、ゲル剤、シロップ剤、スラリー剤、および懸濁剤からなる群より選択される剤形になっている。いくつかの実施形態において、薬物は、シロップ剤の形状になっている。
ある特定の実施形態は、栄養補助物と、および本明細書中開示される着色剤組成物(例えば、本明細書中開示される精製重合体を含む着色剤組成物、または本明細書中開示される精製二量体を含む着色剤組成物)とを含む栄養補助食品(例えばビタミン、ビタミン補助食品、または総合栄養混合物および総合栄養パック)に関する。いくつかの実施形態において、栄養補助物は、液状剤形になっている。いくつかの実施形態において、栄養補助物は、固形剤形になっている。いくつかの実施形態において、栄養補助物は、錠剤、ゲルカプセル剤、ビーズ剤、ペレット剤、丸剤、ドラジェ、ロゼンジ、軟膏、カプセル剤、散剤、液剤、ゲル剤、シロップ剤、スラリー剤、および懸濁剤からなる群より選択される剤形になっている。いくつかの実施形態において、栄養補助物は、錠剤、またはゲルカプセル剤の形状になっている。
ある特定の実施形態は、化粧品要素および本明細書中開示される着色剤組成物(例えば、本明細書中開示される精製重合体を含む着色剤組成物、または本明細書中開示される精製二量体を含む着色剤組成物)を含む化粧品に関する。いくつかの実施形態において、化粧品要素は、入浴製品、例えばシャワージェル、バスジェル、または石鹸などである。いくつかの実施形態において、化粧品要素は、目および顔の化粧用製品、美爪料、口紅、または入れ墨用の製品が可能である。いくつかの実施形態において、化粧品要素は、口腔の手入れ用製品(例えば、洗口液、歯磨き用ジェル、または練り歯磨きなど)が可能である。いくつかの実施形態において、化粧品要素は、肌の手入れ用製品(例えば、スキンコンディショナー、ジェル(例えば、ハンドジェル)、ローションおよびクリーム、またはマスクなど)が可能である。いくつかの実施形態において、化粧品要素は、ひげ剃り用製品(例えば、シェービングクリームなど)が可能である。いくつかの実施形態において、化粧品要素は、頭髪の手入れ用製品(例えば、髪の染色用製品)が可能である。
ある特定の実施形態は、本明細書中開示される着色剤組成物(例えば、本明細書中開示される精製重合体を含む着色剤組成物、または本明細書中開示される精製二量体を含む着色剤組成物)で染色された医療用デバイスに関する。いくつかの実施形態において、医療用デバイスは、手術用デバイス(例えば、縫合糸、はさみ、グローブなど)である。
ある特定の実施形態は、本明細書中開示される着色剤組成物で染色された繊維製品に関する。
ある特定の実施形態において、食料製品、化粧品、医薬品、医療用デバイス、または繊維製品に組み込まれる着色剤組成物の量は、最終的に得ようとする色に依存する。いくつかの実施形態において、食料製品、化粧品、医薬品、医療用デバイス、または繊維製品は、本明細書中開示される着色剤組成物を、それ自身の量としてまたは他の着色剤と組み合わせた量として、食料製品、化粧品、医薬品、または医療用デバイスに、以下からなる群より選択される色を与えるのに有効な量で含む:ライトブルー、エアフォースブルー、エアシューペリオリティーブルー、アリスブルー、空色、ベビーブルー、ブルードフランス、青、青灰色、ボンダイブルー、ブランダイスブルー、ケンブリッジブルー、カロライナブルー、セレステceleste、セルリアン、コバルトブルー、コロンビアブルー、コーンフラワーブルー、シアン、暗青色、紺碧、デニム、ドジャーブルー、デュークブルー、エジプシャンブルー、エレクトリックブルー、イートンブルー、グローカスブルー、エレクトリックインディゴ、インディゴ、インターナショナルクラインブルー、淡紫色、ライトブルー、マジョレールブルー、マヤブルー、ミディアムブルー、ミッドナイトブルー、ネイビーブルー、ノンフォトブルー、オックスフォードブルー、パラチナトブルー、ペリウィンクル、藍色、フタロブルー、パウダーブルー、プルシアンブルー、ロイヤルブルー、サファイヤスカイブルー、スチールブルー、ティール、ティファニーブルー、トゥルーブルー、タフトブルー、ターコイズ、UCLAブルー、ウルトラマリン、青紫色、エールブルー、および呉須。着色剤組成物の有効性は、得ようとする色(例えば、ライトブルー)と、ある量の着色剤組成物で着色された製品またはデバイスとを比較する(例えば、目視による比較)ことにより、判定することができる。
本発明の好適な実施形態について記載してきたものの、各部の形状および配置について、請求項により包含される理念および基本原則から逸脱することなく、さらなる変化を加えることができる。
(実施例1)
ゲニパ・アメリカナジュースからのゲニピン単離
ゲニパ・アメリカナの生ジュース10リットルを凍結乾燥(凍結乾燥)させた固形物(900グラム)を、ジクロロメタンでのソックスレー抽出に供した;生じた溶媒を減圧蒸留して、褐色残渣(240g)を得た;残渣から1gを分取して、移動相にヘキサン/メタノール/ジクロロメタン(2:2:1)の混合物を用いて、分子ふるいクロマトグラフィーにより分離させ、その結果、4つの画分が得られた;薄層クロマトグラフィーを用いて、既に分かっているゲニピンパターンと比較することで、4つの画分のうちの1つにおいてゲニピンを同定した。NMRスペクトルで確認して純粋な生成物(ゲニピン200mg)が得られるまで、ゲニピン含有画分を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにヘキサン/酢酸エチル移動相を用いて、複数回精製した。
(実施例2)
ゲニピンとグリシンの反応
グリシン(2g)を水(200mL)に溶解させて、70℃に加熱した。次いで、ゲニピン(5g)のメタノール(10mL)溶液を加え、混合物を4時間撹拌した。反応混合物を凍結乾燥(凍結乾燥)させ、青色粉末を酢酸エチル抽出に供して、過剰なゲニピンおよび他の低極性成分を除去した。
(実施例3)
成分の分画
青色粉末(5.7g)を、メタノール(5×100mL)抽出に供し、生じた溶媒を減圧蒸留して、青色樹脂(2.2g)を得た。青色樹脂をメタノール90%に溶解させて、Sephadex(登録商標)LH20(メタノール移動相)で分離させて、4つの画分を得た。画分は、S1(1.5g)、S2(0.3g)、S3(100mg)、およびS4(5mg)と名付けた(この特許出願の目的上)。
S1画分を、吸着樹脂(Amberlite(登録商標)XAD−7)を用い、最初に15%エタノールおよび最後に純水を用いて分離させた。同一のIRスペクトルおよびNMRスペクトルを持つ3つの画分が分離された。3つの画分を1つにまとめて、重合体であると決定した。
S2画分を、吸着樹脂(Amberlite(登録商標)XAD−7)を用い、最初に15%エタノールおよび最後に95%エタノールを用いて分離させた。4つのサブ画分がS2から生じた。これらのS2サブ画分を、M2S1R、M2S2R、M2S3R、およびM2S4Rと名付けた(この特許出願の目的上)。2種の化合物が得られるまで、M2S1Rを、RP−C18に様々な移動相(エタノール−水混合物およびメタノール−水混合物)を用いて、複数回分離させた。得られた2種の化合物のうちの1種を化合物番号1(7mg)と名付けた。化合物番号1(図5)の分光学的特徴は以下のとおり:
H NMR(400MHz,DO).δ8.77,8.53,7.54,5.30−4.95,3.94,2.25,1.66ppm。
13C NMR(100MHz).δ170.0,164.16,157.80,157.44,148.29,146.41,139.76,137.83,124.16,63.35,62.6,56.19,53.89,17.43,14.93ppm。
化合物番号1をさらに分析したところ、以下が示された:
H NMRで、いくつかのシグナルが示された:δ8.77および8.53の一重項として現れた2つの芳香族プロトン、7.54のビニルプロトン、4.95の一重項(2H)、ならびに3.94に重なり合った積算して3Hになる3つの一重項(OCH)、2.25(ビニルのメチル基)、および1.66。
JMOD実験から、以下のシグナルが示された:14.93、17.43、および53.89の3つのメチル基、62.68の1つのメチレン(グリシン由来のメチレンと帰属させることができる)、157.44、146.41、137.83の3つのメチン、そして最後に、170.00(カルボキシル)、164.16(メチルエステルカルボニル)、157.80、148.29、139.76、124.16、および53.89の7個の第四級炭素原子。すなわち、ゲニピン部分およびグリシン残基は、保存されているが、しかし、NMRスペクトルでのプロトンおよび炭素原子の(ピーク)位置から、分子は今やピリジル(pyridil)残基を持つ芳香族である。しかしながら、この構造で出現する新たなメチル基およびその位置は、JMOD、HMQC、およびHMBC実験に基づいて帰属させることができた。すなわち、COSY1H−1Hは、2.25のメチル基と7.54のビニルプロトンとの間にアリル結合性があることを示した;HMBC実験では、このプロトンは、これらのメチル(13C NMRで157.44)および14.93の脂肪族メチル基(H NMRで1.66)と3Jカップリングしていることを示し、このことから、53.89の第四級炭素原子ならびに157.80および148.29の芳香族との相関が確立される。他に検出された長距離結合性は以下のとおりであった:N−CH2(62.68)と8.77および8.53の芳香族プロトン両方との、ならびに前者とメチルエステルカルボニルとの結合性。最後に、MSは、m/z522[M+H]を示し、図1A〜図1Bおよび図2A〜図2Bに見ることができるとおりの、対称二量体分子であることを示した。単量体間の連結は、C−8およびC−8’炭素原子を通じたものと推定された。なぜなら、メチル基は一重項として現れており、このメチル基は、HMBC実験では、他方のメチル基と相互にカップリングしているからである。式1Aまたは1Bを有しているような、2種の異性体の可能性が存在する(図1A、図1B、図2A、および図2Bを参照)。
S3画分を、Sephadex(登録商標)に95%メタノール移動相を用いたクロマトグラフィーで分離させたところ、4つのS3画分が得られた。これらを、この特許出願の目的上、S31、S32、S33、およびS34と名付けた。化合物番号3(4mg)と名付けた化合物が得られるまで、S33画分を、様々な移動相(エタノール−水混合物およびメタノール−水混合物)を用いたRP−C18逆クロマトグラフィーにより、複数回分離させた。化合物番号3(図6)の分光学的特徴は以下のとおり:
H NMR(400MHz, DO).δ8.6,8.0,7.9,6.7,3.90,1.8ppm。
13C NMR(100MHz),δ172.2,166.3,138.8,135.6,135.1,133.3,131.4,127.1,120.46,118.9,61.0,53.3,11.2ppm。
m/z505[M+H]
化合物番号3をさらに分析したところ、以下が示された:
質量分析で、化合物3の質量スペクトルはm/z=505[Μ+Η]+.と示された。すなわち、先に記載した化合物の異性体であることを示した。しかしながら、Hおよび13CNMRスペクトルはその化合物のものとは大きく異なっていた。プロトンスペクトルでは、以下の一重項が検出された:δ8.0、δ7.9、およびδ6、7(2H、各シグナルにつき)、δ8.6の積算して1Hになる1つのさらなる一重項。他のシグナルは、δ4.7の一重項(N−CH2)、ならびにδ3.9(OCH)およびδ1.8(CHビニル)の2つのメチル基であった。JMOD実験によれば、以下の炭素原子も観測された:δ172.2のカルボキシル基、δ166.3のメチルエステル、(COOH)、δ138.8、δ135.1、δ127.1、δ120.4、δ118.9の5つの第四級炭素原子、δ135.6、δ133.3、δ131.4、δ131.4の4つのメチン、δ61.0の1つのメチレン(Ν−CH)、ならびにδ53.3(OCH)およびδ11.2(CHビニル)の2つのメチル基。各単量体単位の構造は、HMBC実験に従って帰属を行った:δ7.9およびδ8.0のシグナルは、ピリジル(pyridil)基のプロトンであると帰属した、というのもδ61.0のN−メチレン基との長距離相関が検出されたからであった;さらに、最後のプロトンは、δ172.2のメチルエステルカルボニルとのJカップリングを示した。この他、他の重要なカップリングが、δ131.4の一重項(C−7)とメチル基のプロトンの間に示された。芳香族プロトンおよびビニルプロトンの量が少ないことは、図3A〜図3Bに示すような対称二量体分子の存在を示していた。この分子には、メチルエステル基の相対的な向きに従って2種の構造を帰属させることが可能である(図3A〜図3B)が、立体障害故に、構造Bの可能性は低い。
(実施例4)
メタノール不溶性画分の精製
メタノール不溶性成分を、Sephadex LH−20を用い、MeOH−水で溶出させて分離させ、サブ画分i1(3.1g)およびi2(100mg)を集めた。サブ画分i2を、反復RP−C18カラムを用い、MeOH/水で溶出させて分離させ、純粋な化合物番号2(25mg)を得た。化合物2は、式2の構造を有することが示された。
サブ画分i1は、RP−C18カラムを用いて、2つの主要な画分へと分離させた。しかしながら、この2つの画分は、同一のIRスペクトルおよびNMRスペクトルを有していたので、1つにまとめて精製重合体を得た。精製重合体の模式構造を図8に示す。
精製重合体のNMR、IR、および質量分析による分析は、以下を示す:
IRスペクトル(図12)は、カルボン酸(3393cm−1)、脂肪族CH(2949)、エステル(1726)、および芳香族ピリジニウム系(1630、1540)に帰属することができるバンドを示した。
青色小分子、特に既に単離および同定された二量体、およびゲニピンを指紋のように特定するHおよび13C NMRスペクトルを構築した。H NMR(図9)は、以下のシグナルを示した:δ9.50(二重結合架橋部のプロトン)、δ8.00−9.00(芳香族ピリジン誘導体または縮合した二重結合)、δ5.0−7.0(シクロペンタン環の二重結合)、δ5.0−4.5(第四級窒素に結合したCH)、δ3.8−4.1(OCH)、δ1.5−2.3(CH)。13C NMRは、δ160−175(カルボキシル基およびエステル基)、δ150.0−120.0(芳香族および/または二重結合)、δ60.0−62.0(第四級窒素に結合したCH)、δ50.0−55.0(OCH)、δ42.0−48.0(CH)、および最後にδ10,0−15.0(CH)にシグナルを示した。
続いて、固相H−13C NMRスペクトル(図10)を測定して、特徴バンドまたはピークを検出した:カルボニル、芳香族、二重結合、N−メチレン、メトキシ、およびメチレン基。メチル基または環外メチレンのシグナルは存在せず、このことは、(he)元々あった環外メチレン(またはヒドロメチル基)が重合化プロセスに関与していることを示す。
HPLC/MALDI分析は、精製重合体が約6000の分子量を有する、すなわち二量体が約12単位存在することを示した。701および475のm/eに該当するMS断片が観測された。式9に示す構造を参照。
(実施例5)
ゲニパ・アメリカナジュースとグリシンの反応
原液ジュース(100mL)をグリシン(0.8g、グリシンの量は、グリシンとゲニピンのモル比が約1:1であるように、原液ジュースのゲニピン含量に応じて調整することができる)と混合し、反応温度を、2時間70℃に維持した。それから、溶媒を蒸留して減圧にし、または凍結乾燥させて、暗青色粉末混合物を得た。
次いで、暗青色粉末を、最初に酢酸エチルで抽出に供し、次いでメタノールでより激しい抽出に供した。メタノールに溶解する成分(800mg)を、Sephadex LH−20、およびメタノールを用いたカラムクロマトグラフィーにより分離させた。最初の画分から、メタノールを留去すると、深青色生成物の大部分(600mg)が、精製重合体として得られた。少量の化合物1(1mg)、化合物2(1.5mg)、および化合物3(1mg)もまた、メタノール溶解性画分から得られた。
メタノール不溶性画分(1.2g)もまた、Sephadex LH−20カラムを用い、メタノール:水(9:1)で溶出させることによって分離させた。その後、逆相C−18分離を行って、精製重合体を得た。メタノール不溶性画分から得られた精製重合体を、メタノール溶解性画分から得られた精製重合体とまとめて、合計で1.8グラムの重合体を得た。ゲニパ・アメリカナジュースとグリシンを反応させることにより得られた重合体の分析データは、精製ゲニピンとグリシンを反応させることにより得られたものと同一である。
(実施例6)
重合体の定量
青色重合体の純度を評価するため、およびハグワ抽出物中の青色重合体(ゲニパ・アメリカナジュースとグリシンの反応から得られるもの)の含量を定量するために、HPLC/PDA方法を開発した。
島津製作所Prominence UFLCに、システムコントローラ(CBM 20A)で制御する形で、オンライン脱気ユニット(DGU−20 A5)、送液ポンプ(LC 20AT)、オートサンプラ(SIL 20A HT)、カラムオーブン(CTO 20A)、およびフォトダイオードアレイ検出器(SPD M20A)を装備して、この分析実験に用いた。
数種のカラム、逆相Luna C18(Phenomenex)150×4,6mm 5μm、supelcosil(Sigma)C8、150×4,6mm 5μm、およびLuna PFP150×4,6mm 5μmなどを用いた。
ハグワ抽出物中の重合体は非常に極性が高い性質であるため、順相カラムの使用は限界があった。
アセトニトリルおよびメタノールを、100%から水100%までの範囲の多様な比率で用いた。
流速は1mL/分とし、展開プロセスを通じて修飾することはなかった。
PDA検出器を用いて、max plotモードで200〜800nmの波長を監視し、590nmの波長で青色重合体を検出した。
数種のカラムおよび検出器セル温度を検討したものの、Luna PFPカラムを用いると最適な結果が得られた。他のカラムで行った分析の結果は、満足のいくものではなかった。なぜなら、溶媒混合物、カラムおよび検出器温度、流速、または注入体積に何を用いたかに関わらず、保持されないピークしか観測されなかったからである。
カラム選択後、溶媒の勾配について検討したところ、溶離液としてメタノールおよび水を用いると分離に最適な結果が得られたが、この段階ではピークの形および幅を改善する必要があり、様々なカラムオーブン温度で複数回試運転することにより、保持時間に影響を及ぼすことなく、良好な形および幅を得ることができた。
最適な分離条件の概要は、以下のとおりであった:
カラムは、Luna PFP 100A(Phenomenex)にsecurity guardカートリッジを装着したもの:
長さ150mm
内径4.6mm
粒子径5μm。
移動相:溶離液A:水、および溶離液B:メタノール
直線勾配:
Figure 2016527331
流速:1mL/分
温度:
samples:常温(20〜24℃)
column:40℃
Detectorcell:40℃
検出:Maxplot230−800nm(抽出物特性曲線);
Maxplot590nm(青色重合体の定量)。
試料調製:10mLまたは25mLのメスフラスコ中;分析しようとするバッチ試料10mgを量り入れ、脱イオン水を加えて定容積とする。この溶液10μLをオートサンプラを使って注入する。
システム性能:標準方法において、青色重合体は10.3分で溶出した。
(実施例7)
糖を含まない青色重合体の精製
Sephadex LH−20を用いたカラムクロマトグラフィーにより、糖を含まない青色重合体を精製した。
凍結乾燥させたハグワ抽出物(ゲニパ・アメリカナジュースとグリシンの反応から得られたもの)10gを、脱イオン水10mLに溶解させて、濾過した。それから、着色剤溶液をカラムの頂部に添加した。移動相の組成は、100%メタノール、80%メタノール、50%メタノール、そして100%水であった。合計で14の画分を集め、イソプロパノール:水:酢酸(2:0.5:0.5)溶液で溶出させる薄層クロマトグラフィーにより、糖含量について確認した。プレートに硫酸(5%>)を吹き付けて、105℃で加熱した。最初に溶出してくるもので糖を含まない画分を混合し、減圧条件下で乾燥させ、次いで、所望の純度がHPLCにより検出されるまで、上記と同じ溶出条件を用いて、精製工程に供した。
画分から一定量を取り分けて、希釈し、0.45μmナイロン膜フィルター(Acrodisc、Pall)で濾過してから、実施例6の方法を用いてHPLCにより分析した。
ハグワ抽出物から得られる青色重合体が所望の純度であることの選択基準は、UV−visおよびHPLC標準を用いた、すなわち、それぞれ、Sephadexカラムの画分は、TLC方法下では糖を含んでいなかった、および590nmで検出される主要ピークの吸光度が、240nmでの吸光度に等しいかそれより大きかった、というのが基準であった。
図13A〜Dは、原バッチおよび純度の異なる3つの画分のHPLCトレース(スペクトル)を示す。図13Cは、糖を含まない純粋な青色重合体(「参照標準」として用いた)のHPLCトレースを表す。
(実施例8)
ハグワ抽出物試料中の青色重合体含有量の定量
参照標準である、実施例7で調製した糖を含まない青色重合体を、外部標準として用いて、実施例6に記載の分析方法により、ハグワ抽出物試料中の青色重合体含有量を定量した。
較正曲線
青色重合体参照標準から参照標準溶液を調製した。参照標準から得られる各曲線下面積(AUC)を、濃度に対してプロットし、線形回帰を行って、較正曲線方程式を得た。
5種の濃度について3つ組で、参照標準溶液を注入し、場合によってはそれより多い回数、注入を行った。
この方法は、20〜100μg/mLの範囲で線形であることがわかった。
6つの異なる較正曲線が得られた。較正曲線1〜6を、それぞれ図14A〜Fに示す。
検出限界および定量限界
ハグワ抽出物中の青色重合体濃度を測定するために開発した方法は、590nmで監視して、検出下限濃度2μg/mLで、10.2分のシグナルを検出することができた。式2H/hによれば、式中、Hは、標準参照ピークの高さであり、hは、ブランククロマトグラム(メタノールまたは水10μLを注入したもの)におけるその保持時間での高さである。値(2×3423/2836=2.4)は、検出限度として許容できる下限値である。標準参照ピーク高さおよびブランククロマトグラムの平均値を計算に使用した。
青色重合体の定量限界は、20μg/mLであることがわかった。
ハグワ抽出物試料中の青色重合体の定量
ハグワ抽出物から得られる青色重合体を、外部標準法を用いてパーセンテージで定量した。
各バッチを3つ組で量り取り、2日の内に10mL希釈物の3つの独立した測定を行った;25mL希釈物は、一日以内に3つ組で行った。バッチ5312005については、10mL希釈物のみを分析した、なぜなら、2種類の体積の試料希釈物とする目的は、濃度が、ハグワ抽出物を分析するときに考慮すべきパラメーターであるかどうかを判断するためであったからである。表1において、バッチ5312001〜5312004で得られる結果は、25mL希釈物および10mL希釈物について示されており、平均値を比較することができる。
以下の式を用いて、試料を10mLに希釈した場合の青色重合体濃度を計算した:
(式1)
Figure 2016527331
試料を25mLに希釈する場合;y=590nmでの青色重合体の検査ピーク面積;b=回帰直線の切片;a=回帰直線の傾き;w=試料の重量(mg)。
試料中の濃度パーセンテージを、作成した各較正曲線について計算した。較正曲線1によるデータは排除した。分析した各バッチについて6つの較正曲線方程式によるデータが得られたときに、較正曲線1による結果は、他の値と異なっており、もしそれらが平均して%RSDを上げていたならば、おそらくそれは、希釈および試料調製において、または秤量工程において、誤りがあったためである。
Figure 2016527331
(実施例9)
発酵による糖の除去
ハグワ抽出物(4.5L、ゲニパ・アメリカナジュースとグリシンの反応から得られたもの、Batch5113003)を、縦型オートクレーブTuttnauer 3870 ELV(85リットル)(Tuttnauer Europe BV、Netherlands)に入れて、121℃、15psiで20分間滅菌した。次いで、滅菌したハグワ抽出物を、オートクレーブ内で放冷した。得られるブロスに、市販純度(Levapan、Colombia)の酵母菌(サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae))25gを播種した。この酵母菌は、同じ滅菌ブロス中30℃で予め活性化されていた。発酵は、7Lバイオリアクター中、5Lの作業体積で行った。
混合物を、バイオリアクターBioFlo 110(New Brunswick Scientific、USA)中で24時間インキュベートし、ソフトウェアBiocommand 6.1.7601 Batch Controlの監視用変数を用いた。4つの500mL試料を試験した(インキュベーションの最初の12時間の間は、3時間ごとに)。その後、操作体積は、ブロス約2.5Lとなった。
発酵プロセスの操作条件を表2に示す。発酵系は、嫌気生活で開始し、発酵プロセスの間、外部から酸素を加えることはなかった。検出された酸素割合(DO(%))は、外部酸素を加えることなく、試料中に存在する酸素を示す。発酵プロセスの間、温度は、30±2℃で一定に保った。
Figure 2016527331
23時間19分後、発酵プロセスを終わらせた。反応混合物を冷却し、Labofuge Thermo Scientific(Thermo Fisher Scientific、NJ、USA)に入れて200〜4800rpmで20分間遠心した。続いて、酵母菌を除去した。
遠心した試料を、溶解性固形分(°Brix)についてデジタル屈折計Atago PAL−3(Atago Co.Ltd.Tokyo、Japan)を用いて分析し、水分量についてMA35M Brand Sartorius(The Sartorius Group、Goettingen、Germany)を用いて分析した。試料の糖含有量は、アルミニウム板をシリカゲル60 F254でコーティングしたもの4×5cmを用い、イソプロパノール:酢酸:水(2:0.5:0.5)の混合液で溶出させるTLC方法により分析した。TLCプレートに10%硫酸のエタノール溶液を吹き付けて110℃に加熱した。純粋なグルコース、フルクトース、およびスクロースを標準として用いた。3、6、9、および12時間の時点での反応混合物の分析は、6時間の発酵で、糖を全て除去するのに十分であったことを示した。発酵6時間後の反応混合物において、上記のTLC方法により糖は観測されなかった。
(実施例10)
発酵生成物と非発酵生成物の特性の比較
試料調製
実施例9で調製した発酵ハグワ抽出物(遠心および濾過したもの)をロータリーエバポレーターで濃縮し、次いでキャリアビヒクル(変性食物デンプン(Capsul(登録商標)))を用いてまたは用いずに、Buchi B−290(BUCHI Labortechnik AG、Flawil、Switzerland)で噴霧乾燥させた。乾燥条件は以下のとおりであった:150℃の導入温度および103〜110℃の放出温度;ポンピング25%(290mL/h)、空気乾燥流速400、および吸引85%。
非発酵ハグワ抽出物(発酵生成物の調製に用いたのと同じバッチによる)は、発酵生成物について本明細書中で記載されるのと同じ条件で乾燥させた。
まとめると、3種の生成物を調製した:
(1)PF:発酵生成物、遠心しおよび濃縮したもの、ビヒクルなし;
(2)FC:発酵生成物、遠心しおよび濃縮したもの、ビヒクルあり(ビヒクルとしてCapsul(登録商標))(生成物による全固形分60%−ビヒクルによる全固形分40%);
(3)PC:非発酵、ビヒクルあり(Capsul(登録商標))(生成物による全固形分60%−ビヒクルによる全固形分40%)。
3種の粉末生成物(PF、FC、およびPC)の特性を、水分量、重合体含有量、呈色強度、およびpH3の緩衝液中での安定性について分析した。生成物の微生物学的安定性についても試験は行われるだろう。
重合体含量
PF、FC、およびPCの重合体含量を、実施例6〜8に記載のとおりに、HPLC方法により測定した。HPLCの結果を、表3に示した。HPLCクロマトグラムを図15に示す。
Figure 2016527331
呈色強度
呈色パラメーター
PF、FC、およびPCの色素水溶液(0.015gの粉末/40mL)を、CIELabパラメーターについて、GENESYS 10S UV−VIS分光計にVISIONliteソフトウェアを用いて、3つ組で分析した。3つの試料の呈色パラメーターを図16に示す。
CIELabパラメーターは、発酵生成物(PFおよびFC)が、非発酵生成物よりも強度の強い青色を有していたことを示した。PFおよびFCの両方とも、PCに比べて、よりL値が低く(明るさがより低く)、aの負の値がより小さく(より紫色に近いことを意味し得る)、しかしb値は同様であった。図16はまた、PFが最も高い吸光度(PCの2倍)を有していたこと;およびFCが、PCの1.6倍高い吸光度を有していたことも示した。
pH3の緩衝液中での生成物安定性
PF、FC、およびPCの安定性を、pH3.0の緩衝液中、3通りの貯蔵条件下で評価した:冷蔵庫(6℃)、常温(20℃)、およびチャンバー(45℃)中で19日間。
生成物(PF、FC、およびPC)はそれぞれ、試料15mgを緩衝液40mLに加えた濃度で、3つ組で試験した。試料は、同じ分光光度計で350〜800nm(2nm刻みで測定)で監視した。呈色変化は、VISIONliteソフトウェアバージョン2を用いて、D65で、および観測角度10°で、CIELabパラメーターにより測定した。呈色変化は、式[1](以下に示す)を用い、パラメーターL(光線、白色0/黒色100)、a(−緑色/赤色+)、およびb(−青色/黄色+)を用いて計算した。
(式2)
Figure 2016527331
PF、FC、およびPCの呈色関連パラメーター、A(吸光度)、L、a、b、およびΔEabを、経時的に監視した。
半減期は、一次反応に従って、反応速度定数(Ln(青色面積)/(青色面積)0対時間のプロットから得られる傾き)から計算した。Statgraphics CenturionXVトライアル版を用いて、統計分析を行った。フィッシャー最小有意差(LSD)法を用いて、平均を識別した。
表4は、PF、FC、およびPCの半減期についての結果を日数で示す。
Figure 2016527331
PF、FC、およびPCの水分量は、水分量分析計(Sartorius Brand MA35M)で測定した場合、それぞれ、4.12%、3.24%、および3.15%であった。
発酵プロセスは、効率的に、6時間以内にハグワ抽出物から全ての糖を除去した。得られる発酵生成物(PFおよびPC)は、より強い青色を呈した。PFは、非発酵生成物PCの発光強度の2倍強い青色を呈した。
発酵生成物PFは、ビヒクル被包材料(例えば、デンプン)を添加せずに噴霧乾燥させた場合に、安定であった。
発酵生成物の微生物学的安定性は、既知量の微生物(例えば、細菌、真菌、または酵母菌)を発酵生成物に添加し、次いで(例えば、7日後)発酵生成物の微生物学的安定性を測定することにより(例えば、添加した微生物の活性を測定することにより)試験することができるだろう。
(実施例11)
XAD−7によるハグワ抽出物からの糖除去
粗ゲニパ・アメリカナジュース(150mL)を、グリシン(1.5g)と、70℃で2時間反応させた。反応混合物を室温まで放冷させた。次いで、XAD−7樹脂(100g)を、冷却した反応混合物に加えた。24時間後、XAD−7樹脂を濾別した。
得られる樹脂を、最初に水で溶出させて、水性画分を得、次いで水とエタノールの混合物で溶出させて、重合体画分を得た。重合体画分に含まれる重合体の同定は、HPLC分析で、実施例6の方法を用いて確認した。重合体画分の糖含有量は、実施例9に記載のTLC法により測定した。TLCによる分析は、重合体画分に糖が存在しないことを示した。一方で、水性画分は、糖が豊富であった。HPLC分析はまた、水性画分がいくらか重合体を含んでいることも示した。図17は、重合体画分および水性画分のHPLCスペクトルを示す。
表5は、HP XAD7樹脂での精製により得られる画分の分光測定特性を示す。
Figure 2016527331
RN:ゲニパ・アメリカナジュースとグリシンの反応。
POL:重合体画分;エタノールで溶出、重合体の大部分を含有。
O:水性画分;水で溶出、糖が豊富
(実施例12)
ゲニパ・アメリカナジュースと様々なアミノ酸の反応
ゲニパ・アメリカナジュースを、いくつかのアミノ酸と反応させて、得られる呈色特性を明らかにした。100mL三角フラスコ中、ゲニパ・アメリカナジュース(50mL)(ゲニピン含有量2.42%、ダイオードアレイ検出器およびPDAを接続した島津製作所Prominence UFLC(Japan)でHPLC測定)を、等モル量のグリシン(GLY)、バリン(VAL)、リシン(LYS)、プロリン(PRO)、メチオニン(MET)、チロシン(TYR)、またはトリプトファン(TRP)と混合した。得られるジュース+アミノ酸混合物を、70℃で2時間撹拌した。反応は、アルミニウム板をシリカゲルF254で覆ったもの4×5cmからメタノール−水の4:1混合物で溶出させる薄層クロマトグラフィーにより監視した。反応生成物を、実施例6に記載の方法によりHPLC分析した。反応生成物の分光測定特性決定は、GENESYS 10S分光光度計UV−VISにVISIONliteソフトウェアバージョン2.0を用いて行った。特性決定実験のため、反応溶液20μLを脱イオン水5mLで希釈して試料を調製したが、ただしトリプトファンおよびプロリンとの反応の場合は、試料はそれぞれ、反応溶液100および200μLを脱イオン水5mLで希釈して調製した。
反応生成物の安定性は、実施例10に記載の方法と同様に、pH3.0の緩衝液中で評価したが、ただしこの実施例では、反応生成物に対して紫外線ランプUVGL−58 Handheld UV(Ultra−Violet Products Ltd、Cambridge、UK)を用いて254nmで7.46時間の照射も行った。反応生成物は、pH3.0の緩衝液10mLあたり反応生成物40μLの濃度で、3つ組で試験した。
図18は、ゲニパ・アメリカナジュースと様々なアミノ酸の反応生成物の吸収スペクトルを示す。これらの生成物の呈色パラメーターを、表6に示す。
Figure 2016527331
PRO200については、粗反応混合物200マイクロリットルを用い、一方PROでは、20マイクロリットルを用いた。TRP100について。粗反応混合物100マイクロリットルを用い、一方TRPでは、20マイクロリットルを用いた。
図19A〜Cは、ゲニパ・アメリカナジュースと様々なアミノ酸の反応生成物のHPLC分析結果を示すものであり、アミノ酸によって分類してある。図19A〜Cは、ゲニパ・アメリカナジュースと様々なアミノ酸の反応生成物の、実施例6の方法によるHPLCスペクトルを、各アミノ酸について、示す;重合体が同定される領域のHPLCの拡大表示;および選択したシグナルのUV−visスペクトル。
アミノ酸LYS、VAL、MET、およびPROとゲニパ・アメリカナジュースの反応生成物は、保持時間が、10.3分の範囲内(10.3分±5%)である。この保持時間は、ゲニパ・アメリカナジュースとグリシンに由来する重合体で観測される保持時間と類似しているが、しかしながら、ゲニパ・アメリカナジュースとアミノ酸LYS、VAL、MET、およびPROの反応生成物のシグナルは、ゲニパ・アメリカナジュースとグリシンの反応生成物で観測されるシグナルよりも複雑であった(図19A〜Bを参照)。理論的根拠はないが、これらの結果は、アミノ酸LYS、VAL、MET、およびPROを使用することで大きさの異なる化合物または重合体鎖がより多数形成されたことを示唆している可能性がある。
ゲニパ・アメリカナジュースとチロシンまたはトリプトファンの反応は、保持時間が10.3分の範囲内(すなわち、10.3分±5%)である生成物を形成しなかった。これらの生成物の最大吸収波長(λmax)は、600nmを超えていた(図19Cを参照)。
図20は、様々なアミノ酸とゲニパ・アメリカナジュースの反応生成物を、pH3の緩衝液に入れて254nmのUV照射を行った場合の安定性を示す(半減期で表す)。
ゲニパ・アメリカナジュースと様々なアミノ酸の反応は、様々な色の生成物をもたらした:青色(GLYおよびLYS)、青緑色(VAL、MET、およびTYR)、緑色(TRP)、および黒色(PRO)。
メチオニン(MET)とゲニパ・アメリカナジュースの反応で形成される生成物は、pH3.0の緩衝液に入れて254nmのUV照射を7.46時間行って試験した場合、pH安定性が、グリシン(GLY)とゲニパ・アメリカナジュースに由来する生成物より2倍高かった。
HPLC分析は、ゲニパ・アメリカナジュースとチロシン(TYR)またはトリプトファン(TRP)の反応が、グリシン(GLY)とゲニパ・アメリカナジュースに由来する重合体と比べて、少し極性の低い化合物を形成したことを示した(TYRおよびTRPとの反応による生成物の保持時間が、GLYと比べて長いことから示されるとおり)。
(実施例13)
ゲニパ・アメリカナ果物中果皮の抽出物とグリシンの反応でもたらされる色
ゲニパ・アメリカナ果物中果皮の水抽出物
ゲニパ・アメリカナ果物中果皮(すなわち、果物の皮)から水抽出物を調製した。熟していない果物は、熟した果物が柔らかくでこぼした表面を持つのとは対照的に、固くて表面が滑らかであるが、これを用いた。新鮮な(すなわち、収穫して1〜2日以内の)ゲニパ・アメリカナ果物の中果皮(76g)を、脱イオン水300mLで液化した。このジュースを濾過し、TLCおよびHPLC(島津製作所Prominence UFLCにダイオードアレイ検出器(DAD)を接続したもの)で分析して、ゲニピンおよび他のイリドイドゲニピン含有量を測定した。比較のため、同熟成度の果物を無処置で室温で3日間放置(新鮮ではない果物)してから、上記のとおり脱イオン水で抽出した。これで得られるジュースも、TLCおよびHPLCで分析して、ゲニピンおよび他のイリドイドゲニピン含有量を測定した。
図21Aは、新鮮なゲニパ・アメリカナ果物の中果皮の水抽出物のHPLCスペクトルを示す。この水抽出物は、ゲニピンの保持時間(22〜23分)に近い、保持時間が19〜20分のピークを有しており、最大吸収波長が240nmであった。
図21Bは、図21Aのものと同熟成度であるが室温で3日間放置(新鮮ではない果物)してから抽出したゲニパ・アメリカナ果物の中果皮の水抽出物のHPLCスペクトルを示す。スペクトルは、保持時間が19〜20分および22〜23分の、ピークを有していた。
中果皮(皮)の水抽出物とグリシンの反応
500mL三角フラスコ中、上記のとおり調製した中果皮の水抽出物(濾過したジュース、300mL)をグリシン(450mg)と混合した。次いで、得られる混合物を、ホットプレート上で磁気撹拌(VELP、Italy)により、90分間、4000rpmおよび75℃で撹拌した。この方法により、深紫色を持つ生成物が得られた。
反応生成物を濾過し、GENESYS 10Sブランドの分光光度計UV−VISにVISIONliteソフトウェアバージョン2.0を用いて、特性決定した。粗反応生成物を、H NMRおよび質量分析(MS)により特性決定した。図22は、水抽出物とグリシンを混合するこの方法で得られた紫色生成物のH NMRを示す。
表7は、紫色色素混合物で検出されたいくつかのシグナルを示す。
Figure 2016527331
表7で行った逆重畳積分は、成分のシグナルの逆重畳積分がm/z257.2であることを示す。
あるいは、この方法は、水抽出物を予め70℃に加熱してからグリシンを加えて行われ、その場合得られる生成物は青色を有していた。生成物は、ゲニピンとグリシンの混合物から得られるのと同じ青色であった。図23は、予め加熱した水抽出物とグリシンを混合するこの方法から得られる青色生成物のH NMRを示す。
これらの結果は、ゲニパ・アメリカナ果物中果皮から得られるジュースとグリシンの反応生成物が、水抽出物を予め加熱してからグリシンを添加するかどうかに左右されたことを示す。グリシンを水抽出物(予め加熱せず)と混合する手順に従えば、形成される生成物は深紫色を有していた。水抽出物を予め70℃に加熱してからグリシンを加える手順に従えば、形成される生成物は青色を有していた。
中果皮の水抽出物から得られるゲニピン前駆体の特性決定
I.水抽出および凍結乾燥方法
ゲニパ・アメリカナの新鮮な熟していない果物(収穫から2日)を、4つに切り分け、中果皮(皮)を、内果皮(果肉)および果皮(外皮)から分離した。熟していないゲニパ・アメリカナの画像を図24に示す。ブレンダー中、中果皮360gを脱イオン水300mLとともに粉砕し、得られるジュースを、コットン越しに吸引濾過し、そしてLABCONCO装置を用いてジュースを直ちに一晩凍結乾燥させた。
凍結乾燥生成物50mgを、CDOD1mLに入れて5分間超音波処理して抽出を行い、濾過した。溶液を、Bruker Fourier 300で、水を抑制した状態で、Hおよび13C NMRで、それぞれ300MHZおよび75MHzで分析した。
II.液体窒素凍結する方法
新鮮な切断中果皮を、液体窒素で凍結させてから粉砕し、得られる粉末50mgを、CDOD1mLに入れて5分間超音波処理して抽出を行い、濾過し、溶液を、Bruker Fourier 300で、水を抑制した状態で、Hおよび13C NMRで、それぞれ300MHZおよび75MHzで分析した。
III.結果
中果皮を凍結乾燥させたものおよび窒素凍結させたもののH NMRの結果は、ゲニピンの指紋的固有パターンと類似したパターンを持つ非常に良好な解像度のスペクトルを示した(図25A〜B)
ハグワ中果皮の水抽出物は、19分のところにHPLC(240nm)ピークを有したが、このピークは加熱後または酢酸エチルでの抽出後、消失した。21〜22分のゲニピンピークは検出された。図26A〜Bは、それぞれ、中果皮の水抽出物および水抽出物を酢酸エチル溶媒で分配したもののHPLC特性(240nm)を示す。
ハグワ果物の中果皮における前駆体からのゲニピン形成は、図26Aに示される分析後数日間室温条件に維持した果物で調製した水抽出物のHPLC特性から判断した場合には、自発的であった。ゲニピンは21〜22分のところに見られ、19分のところにあるその前駆体は、240nmで検出することができた(図27)。
ハグワ中果皮で見られるゲニピン前駆体からのゲニピンの迅速かつ自発的な形成は、酸素または加熱により引き起こされる前駆体の構造的変化(すなわちヘミアセタール環の形成)、これがゲニピンをもたらすこと、または前駆体分子の酵素による切断がゲニピンを果物の内果皮に放出することの両方を示した。中果皮の水抽出物のH NMR実験は、アルデヒドプロトン(12ppm)を表示していない、図28を参照。
5.1および4.7ppmの2つの二重項ならびに100および70−80ppmの炭素一重項が検出されたが、これらは、ゲニピンには存在しなかったものであり、糖のアノマープロトンおよびCHO部分の特徴である。このことは、前駆体がゲニピンのグリコシドであったことを支持する。ゲニピン前駆体のH(図29)および13C(図30)データは、(+)−ゲニポシド分子およびゲニピンのイリドイドB−グリコシド前駆体に一致する。
(+)−ゲニポシドのスペクトルデータ:
H NMR:(300MHz, CDOD):δ7,53(s, 1H), δ5,81(s, 1H), δ5,17(d, J=7,6, 1H), δ4.73(d, J=7.8Hz, 1H), δ4,33(d, J=14,6Hz, 1H), δ4,20(d, J=14,3Hz, 1H), δ3,83(d, J=11,7Hz, 1H), δ3,72(s, 3H), δ3,66(dd, j=12,2, 5,7Hz, 1H), δ3,39−3,42(m, 1H), δ3,15−3,28(m, 3H), δ2,83(dd, 16,5, 8,4Hz, 1H), δ2.53(dd, J=7.95, 15.75Hz, 1H), δ2,05−2,14(m, 1H)
13C NMR:(75MHz、CDOD):δ168.71, 152.23, 142.98, 127.37, 111.15, 98.90, 96.99, 76.82, 76.34, 73.39, 71.43, 61.12, 60.00, 50.77, 45.58, 38.29, 35.03。
(実施例14)
ゲニパ・アメリカナジュースへのメチオニンおよびグリシンの添加
ゲニパ・アメリカナジュースを、メチオニンおよびグリシンと反応させて、得られる色の特性を明らかにした。メチオニン100mgとグリシン100mgの混合物に、ゲニパ・アメリカナジュース(50mL)を加え、反応物を2時間70℃に維持した。
第二の実験では、最初にメチオニン100mgにゲニパ・アメリカナジュース(50mL)を加え、反応の1時間後、さらにグリシン100mgを加え、反応物をさらに1時間維持した。
これらの反応のそれぞれで生じる呈色を、粉末色素を0.015g/40mLの水溶液にすることで、GENESYS 10S分光光度計で、400〜700の波長範囲のUV−vis吸収について測定して、最大吸光度およびCIELabパラメーターを求めた。
アミノ酸を加える順番に関係なく、結果は、深青色の形成である。薄層クロマトグラフィーは、重合体の形成を示した。また、主要化合物が、反応体を加える順番に関係なく同じであったこと、および呈色が、メチオニンまたはグリシンを単独で用いてもメチオニンとグリシンの混合物を用いても同じであったことを示す。TLCは、青色色素形成を示した。反応生成物を、表8に示すとおり、分光測定で分析した。
Figure 2016527331
M+G:ゲニパ・アメリカナジュースとグリシンおよびメチオニンを同時に反応させたもの
1+2:メチオニンとゲニパ・アメリカナジュースを反応させ、続いてグリシンと反応させたもの。
RN:ゲニパ・アメリカナジュースとグリシンを反応させたもの。
ゲニパ・アメリカナジュースとアミノ酸混合物の大部分において、重合体のHPLCクロマトグラムにおける保持時間が同定され、その保持時間は、グリシンとゲニパ・アメリカナジュースのみの反応により生成する色素と同じであった。最大吸収は、590nmであった。グリシンおよびメチオニンは、ゲニパ・アメリカナジュースに同時に添加した。ゲニパ・アメリカナジュースとアミノ酸類グリシンおよびメチオニンならびにグリシン単独の反応により得られるクロマトグラムを図31に示す。

Claims (113)

  1. 下記式(Formula)4の重合体:
    Figure 2016527331
    その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩を含む、着色剤組成物であって、
    式中、nは、2〜20の整数であり;
    式中、各Aは、独立して、式5’A、式5’B、式5’C:
    Figure 2016527331
    それらの幾何異性体、それらの互変異性体、それらの塩、およびそれらの組み合わせからなる群より選択され、
    式中、Rは、水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、sec−ブチル、イソブチル、またはtert−ブチルであり;かつ式中、Tは、水素またはメチル基であり;かつTは、水素またはA−Tであり、式中、AおよびTは上記で定義され;
    該着色剤組成物は、以下の式2’、式3’A、式3’B:
    Figure 2016527331
    それらの幾何異性体、それらの互変異性体、およびそれらの塩からなる群より選択される第一の付加化合物を実質的に含まない
    ことを特徴とする着色剤組成物。
  2. 前記第一の付加化合物の全重量は、前記重合体の1重量%未満である
    請求項1に記載の着色剤組成物。
  3. 前記第一の付加化合物の全重量は、前記重合体の0.1重量%未満である
    請求項1または2に記載の着色剤組成物。
  4. 前記第一の付加化合物の全重量は、前記重合体の0.01重量%未満である
    請求項1ないし3のいずれかに記載の着色剤組成物。
  5. 前記着色剤組成物は、以下の式1A、式1B:
    Figure 2016527331
    それらの幾何異性体、それらの互変異性体、およびそれらの塩からなる群より選択される第二の付加化合物を実質的に含まない
    請求項1ないし4のいずれかに記載の着色剤組成物。
  6. 前記第二の付加化合物の全重量は、前記重合体の1重量%未満である
    請求項5に記載の着色剤組成物。
  7. 前記第二の付加化合物の全重量は、前記重合体の0.1重量%未満である
    請求項5または6に記載の着色剤組成物。
  8. 前記第二の付加化合物の全重量は、前記重合体の0.01重量%未満である
    請求項5ないし7のいずれかに記載の着色剤組成物。
  9. 前記重合体は、前記着色剤組成物の80重量%超である
    請求項1ないし8のいずれかに記載の着色剤組成物。
  10. 前記重合体は、前記着色剤組成物の90重量%超である
    請求項1ないし9のいずれかに記載の着色剤組成物。
  11. 式5’A、式5’B、および式5’Cにおいて、Rは、メチルである
    請求項1ないし10のいずれかに記載の着色剤組成物。
  12. 各Aは、式5’A、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩である
    請求項1ないし11のいずれかに記載の着色剤組成物。
  13. 式5’Aにおいて、Rは、メチルである
    請求項12に記載の着色剤組成物。
  14. 各Aは、式5’B、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩である
    請求項1ないし11のいずれかに記載の着色剤組成物。
  15. 式5’Bにおいて、Rは、メチルである
    請求項14に記載の着色剤組成物。
  16. 各Aは、式5’C、その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩である
    請求項1ないし11のいずれかに記載の着色剤組成物。
  17. 式5’Cにおいて、Rは、メチルである
    請求項16に記載の着色剤組成物。
  18. 前記重合体は、580〜610nmの範囲に最大吸収波長(λmax)を有する
    請求項1ないし17のいずれかに記載の着色剤組成物。
  19. 前記重合体は、3,000〜10,000の数平均分子量(M)を有する
    請求項1ないし18のいずれかに記載の着色剤組成物。
  20. 前記重合体は、4,500〜7,500の数平均分子量(M)を有する
    請求項19に記載の着色剤組成物。
  21. 前記重合体は、約6,000の数平均分子量(M)を有する
    請求項20に記載の着色剤組成物。
  22. 前記重合体は、3393、2949、1726、1630、および1540cm−1のピーク(±5cm−1)を有するIRスペクトルを特徴とする
    請求項1ないし21のいずれかに記載の着色剤組成物:。
  23. 前記着色剤組成物は、前記重合体の他には、580〜610nmの範囲に最大吸収波長(λmax)を有する化合物を実質的に含まない
    請求項1ないし22のいずれかに記載の着色剤組成物。
  24. 前記重合体以外の、580〜610nmの範囲に最大吸収波長(λmax)を有する前記化合物の全重量は、前記重合体の5重量%未満である
    請求項23に記載の着色剤組成物。
  25. 前記重合体は、ゲニピンとグリシンの反応により形成された生成物である
    請求項1ないし24のいずれかに記載の着色剤組成物。
  26. 前記重合体は、精製ゲニピンとグリシンの反応により形成された生成物である
    請求項25に記載の着色剤組成物。
  27. 前記重合体は、グリシンとゲニピン含有ジュースの反応により形成された生成物である
    請求項25に記載の着色剤組成物。
  28. 前記重合体は、グリシンとゲニパ・アメリカナ由来の果汁の反応により形成された生成物である
    請求項27に記載の着色剤組成物。
  29. 前記重合体は、前記重合体の2つの分子で形成された二量体構造の形を含む
    請求項1ないし28のいずれかに記載の着色剤組成物。
  30. 実質的に精製された式3’A(Me)または式3’B(Me)の化合物:
    Figure 2016527331
    その幾何異性体、その互変異性体、その塩、またはそれらの組み合わせ。
  31. 実質的に精製された式1Aまたは式1Bの化合物;
    Figure 2016527331
    その幾何異性体、その互変異性体、その塩、またはそれらの組み合わせ。
  32. 実質的に精製された式4の重合体:
    Figure 2016527331
    その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩であって、
    式中、nは、2〜20の整数であり;
    式中、各Aは、式5’A(Me)のもの:
    Figure 2016527331
    その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩であり、
    式中、Tは、水素またはメチル基であり;かつTは、水素またはA−Tであり、式中、AおよびTは、上記で定義される
    ことを特徴とする重合体。
  33. 約6,000の数平均分子量(M)を有する
    請求項32に記載の重合体。
  34. 3393、2949、1726、1630、および1540cm−1のピーク(±5cm−1)を有するIRスペクトルを特徴とする
    請求項32に記載の重合体。
  35. 前記重合体は、以下:
    a)ゲニピンとグリシンの反応に由来する青色混合物をメタノール抽出に供して、メタノール溶解性画分およびメタノール不溶性画分とする工程;および
    b)該メタノール不溶性画分を精製する工程
    を含む方法により生成される
    請求項32ないし34のいずれかに記載の重合体。
  36. 前記青色混合物は、精製ゲニピンとグリシンの反応に由来する
    請求項35に記載の重合体。
  37. 前記青色混合物は、グリシンとゲニパ・アメリカナ由来のジュースの反応に由来する
    請求項35に記載の重合体。
  38. 着色添加剤と、および請求項1ないし29のいずれかに記載の着色剤組成物、請求項30または31に記載の化合物、または請求項32ないし37のいずれかに記載の重合体とを含む
    ことを特徴とする複合着色剤組成物。
  39. 請求項30または31に記載の化合物と請求項32ないし37のいずれかに記載の重合体を混合する工程を含む
    ことを特徴とする着色剤組成物を調製するプロセス。
  40. 基質に青色を付与する方法であって、該基質を、請求項1ないし29または54ないし67のいずれかに記載の着色剤組成物、請求項30または31に記載の化合物、または請求項32ないし37のいずれかに記載の重合体と接触させる工程を含む
    ことを特徴とする方法。
  41. 前記基質は、食品要素である
    請求項40に記載の方法。
  42. 前記基質は、医療用デバイスである
    請求項40に記載の方法。
  43. 前記基質は、医薬品または栄養補助食品である
    請求項40に記載の方法。
  44. 前記基質は、化粧品である
    請求項40に記載の方法。
  45. 食品要素と、および請求項1ないし29または54ないし67のいずれかに記載の着色剤組成物、請求項30または31に記載の化合物、または請求項32ないし37のいずれかに記載の重合体とを含む
    ことを特徴とする食料製品。
  46. 前記食品要素は、固形食品要素または液状食品要素である
    請求項45に記載の食料製品。
  47. 前記食品要素は、飲料である
    請求項45に記載の食料製品。
  48. 前記食品要素は、炭酸飲料である
    請求項47に記載の食料製品。
  49. 前記着色剤組成物は、それ自身の量としてまたは他の着色剤と組み合わせた量として、前記食料製品に、
    群:ライトブルー、エアフォースブルー、エアシューペリオリティーブルー、アリスブルー、空色、ベビーブルー、ブルードフランス、青、青灰色、ボンダイブルー、ブランダイスブルー、ケンブリッジブルー、カロライナブルー、セレステceleste、セルリアン、コバルトブルー、コロンビアブルー、コーンフラワーブルー、シアン、暗青色、紺碧、デニム、ドジャーブルー、デュークブルー、エジプシャンブルー、エレクトリックブルー、イートンブルー、グローカスブルー、エレクトリックインディゴ、インディゴ、インターナショナルクラインブルー、淡紫色、ライトブルー、マジョレールブルー、マヤブルー、ミディアムブルー、ミッドナイトブルー、ネイビーブルー、ノンフォトブルー、オックスフォードブルー、パラチナトブルー、ペリウィンクル、藍色、フタロブルー、パウダーブルー、プルシアンブルー、ロイヤルブルー、サファイヤスカイブルー、スチールブルー、ティール、ティファニーブルー、トゥルーブルー、タフトブルー、ターコイズ、UCLAブルー、ウルトラマリン、青紫色、エールブルー、および呉須
    より選択される色を付与するのに有効な量である
    請求項45ないし48のいずれかに記載の食料製品。
  50. 請求項1ないし29または54ないし67のいずれかに記載の着色剤組成物、請求項30または31に記載の化合物、または請求項32ないし37のいずれかに記載の重合体で着色された医療用デバイス。
  51. 薬物または栄養補助物と、および請求項1ないし29または54ないし67のいずれかに記載の着色剤組成物、請求項30または31に記載の化合物、または請求項32ないし37のいずれかに記載の重合体とを含む、医薬品または栄養補助食品。
  52. 前記薬物または栄養補助物は、錠剤、ゲルカプセル剤、ビーズ剤、ペレット剤、丸剤、ドラジェ、ロゼンジ、軟膏、カプセル剤、散剤、液剤、ゲル剤、シロップ剤、スラリー剤、および懸濁剤からなる群より選択される剤形になっている
    請求項51に記載の医薬品または栄養補助食品。
  53. 請求項1ないし29または54ないし67のいずれかに記載の着色剤組成物、請求項30または31に記載の化合物、または請求項32ないし37のいずれかに記載の重合体を含む、化粧品。
  54. 式4の重合体:
    Figure 2016527331
    その幾何異性体、その互変異性体、またはその塩
    を含む、着色剤組成物であって、
    式中、nは、2〜20の整数であり;
    式中、各Aは、独立して、式5A、式5B、式5C:
    Figure 2016527331
    それらの幾何異性体、それらの互変異性体、それらの塩、およびそれらの組み合わせからなる群より選択され、
    式中:Rは、水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、sec−ブチル、イソブチル、またはtert−ブチルであり;
    およびR’は、それぞれ独立して、水素またはC1−10アルキルであり;
    は、水素またはCOOHであり;
    かつ式中、Tは、水素またはメチル基であり;かつTは、水素またはA−Tであり、式中AおよびTは、上記で定義され;
    該着色剤組成物は、式6、式7、式8:
    Figure 2016527331
    それらの幾何異性体、それらの互変異性体、それらの塩からなる群より選択される第一の付加化合物を実質的に含まない
    ことを特徴とする着色剤組成物。
  55. 下記式
    Figure 2016527331
    は、アミノ酸残基を表し、式中、Rは、COOHであり、かつRおよび/またはR’は、該アミノ酸の側鎖を表し、かつ該アミノ酸は、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、セリン、システイン、トレオニン、メチオニン、プロリン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、ヒスチジン、リシン、アルギニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン、グルタミン、タウリン、カルニチン、オルニチン、およびシトルリンからなる群より選択され、該アミノ酸は、DまたはL配置であることが可能である
    請求項54に記載の着色剤組成物。
  56. 前記アミノ酸は、グリシンである
    請求項55に記載の着色剤組成物。
  57. はHであり、かつRおよびR’のうち一方は水素であり;かつRおよびR’のうち他方は、無置換の直鎖C1−10アルキル鎖である
    請求項54に記載の着色剤組成物。
  58. はHであり、かつRおよびR’のうち一方は水素であり;かつRおよびR’のうち他方は、1−3メチル基で置換された直鎖C1−10アルキル鎖である
    請求項54に記載の着色剤組成物。
  59. 前記着色剤組成物は、炭水化物を実質的に含まない
    請求項1ないし29および54ないし58のいずれかに記載の着色剤組成物。
  60. 前記着色剤組成物は、炭水化物を含まない
    請求項59に記載の着色剤組成物。
  61. 前記重合体は、実施例6の方法により分析した場合にHPLC保持時間が約10.3分である
    請求項59または60に記載の着色剤組成物。
  62. 前記重合体は、HPLCトレースが図13Cのものと実質的に同一である
    請求項59または60に記載の着色剤組成物。
  63. 式1A、1B、2、3A、または3Bの二量体をさらに含む
    請求項59または60に記載の着色剤組成物。
  64. ゲニピンとグリシンの前記反応は、精製ゲニピンとグリシンの反応である
    請求項59または60に記載の着色剤組成物。
  65. ゲニピンとグリシンの前記反応は、ゲニピン含有果汁とグリシンの反応である
    請求項59または60に記載の着色剤組成物。
  66. ゲニピンとグリシンの前記反応は、ゲニピンとグリシン含有果汁の反応である
    請求項59または60に記載の着色剤組成物。
  67. 前記着色剤組成物は、単量体、二量体、脂肪酸、脂肪、タンパク質、および有機酸を、少なくとも80%、85%、90%、95%、99%、または100%含まない
    請求項59または60に記載の着色剤組成物。
  68. 請求項59または60に記載の着色剤組成物を調製する方法であって、以下:
    (1)粗着色剤組成物に、カラムクロマトグラフィーによる第一の精製を行って、様々な画分を得る工程;(2)該画分を、炭水化物の存在について分析する工程;および(3)炭水化物を実質的に含まない画分を集めて、該着色剤組成物を得る工程、
    を含む
    ことを特徴とする方法。
  69. 前記カラムクロマトグラフィーは、分子ふるいクロマトグラフィーである
    請求項68に記載の方法。
  70. 前記分析する工程は、薄層クロマトグラフィーの使用を含む
    請求項68に記載の方法。
  71. 前記着色剤組成物は、HPLCトレースが図13Cのスペクトルと実質的に同一である
    請求項68に記載の方法。
  72. 請求項32ないし37のいずれかに記載の重合体を含む着色剤組成物であって、該着色剤組成物は、糖を少なくとも80%、90%、95%、99%、または100%含まず、かつデンプンを用いずに噴霧乾燥されている、着色剤組成物。
  73. 着色剤組成物を調製する方法であって、以下
    (a)ゲニパ・アメリカナジュースと、グリシン、バリン、リシン、メチオニン、プロリン、チロシン、トリプトファン、およびそれらの任意の組み合わせからなる群より選択されるアミノ酸を混合する工程;
    (b)(a)の該混合物から糖を除去する工程;および
    (c)(b)の糖を含まない生成物から着色剤組成物を単離する工程、
    を含み、
    該方法により得られる該着色剤組成物の強度は、糖を除去していない工程(a)の該混合物から得られる着色剤組成物の強度よりも強い
    ことを特徴とする方法。
  74. 前記糖は、工程(b)において、発酵、カラムクロマトグラフィー、HPLC、サイズ排除クロマトグラフィー、逆浸透濾過、限外濾過、精密濾過、透析、XAD4樹脂を介した分離、XAD7樹脂を介した分離、またはそれらの任意の組み合わせにより除去される
    請求項73に記載の方法。
  75. 着色剤組成物を調製する方法であって、以下
    (a)ゲニパ・アメリカナジュースと、グリシン、バリン、リシン、メチオニン、プロリン、チロシン、トリプトファン、およびそれらの任意の組み合わせからなる群より選択されるアミノ酸を混合する工程;
    (b)工程(a)の該混合物を滅菌する工程;
    (c)工程(b)の該滅菌混合物に酵母菌または細菌を播種する工程;
    (d)工程(c)の該播種した混合物を、発酵条件下でインキュベートして、発酵生成物を生成する工程;および
    (e)工程(d)の該発酵生成物から着色剤組成物を単離する工程、
    を含み、
    該方法により得られる該着色剤組成物の強度は、発酵していない工程(a)の該混合物から得られる着色剤組成物の強度よりも強い
    ことを特徴とする方法。
  76. 工程(d)の前記インキュベーションは、少なくとも6時間である
    請求項75に記載の方法。
  77. 前記着色剤組成物を噴霧乾燥する工程をさらに含む
    請求項73ないし76のいずれかに記載の方法。
  78. 前記着色剤組成物は、デンプンを含まない
    請求項77に記載の方法。
  79. 前記アミノ酸は、グリシンまたはリシンである
    請求項73ないし76のいずれかに記載の方法。
  80. 前記着色剤組成物は、青色または紫色である
    請求項73ないし76のいずれかに記載の方法。
  81. 前記アミノ酸は、バリン、メチオニン、またはチロシンである
    請求項73ないし76のいずれかに記載の方法。
  82. 前記着色剤組成物は、青緑色である
    請求項81に記載の方法。
  83. 前記アミノ酸は、プロリンである
    請求項73ないし76のいずれかに記載の方法。
  84. 前記着色剤組成物は、黒色である
    請求項83に記載の方法。
  85. 前記アミノ酸は、トリプトファンである
    請求項73ないし76のいずれかに記載の方法。
  86. 前記着色剤組成物は、緑色である
    請求項85に記載の方法。
  87. 前記着色剤組成物の呈色強度は、発酵していない工程(a)の前記混合物から得られる着色剤組成物の該強度より少なくとも2倍高い
    請求項73ないし86のいずれかに記載の方法。
  88. 請求項73ないし87のいずれかに記載の方法により調製された
    ことを特徴とする着色剤組成物。
  89. 炭水化物を実質的に含まない
    請求項88に記載の着色剤組成物。
  90. 炭水化物を含まない
    請求項89に記載の着色剤組成物。
  91. 前記重合体は、実施例6の方法により分析した場合にHPLC保持時間が約10.3分である
    請求項88に記載の着色剤組成物。
  92. 前記重合体は、HPLCトレースが図13Cのものと実質的に同一である
    請求項88に記載の着色剤組成物。
  93. 式1A、1B、2、3A、または3Bの二量体をさらに含む
    請求項88に記載の着色剤組成物。
  94. 単量体、二量体、脂肪酸、脂肪、タンパク質、および有機酸を少なくとも80%、85%、90%、95%、99%、または100%含まない
    請求項88に記載の着色剤組成物。
  95. 工程(a)の前記混合物から得られる前記着色剤組成物と比較して、微生物汚染に対する耐性が改善されている
    請求項73ないし94のいずれかに記載の着色剤組成物。
  96. 紫色着色剤組成物を調製する方法であって、以下
    (a)ゲニパ・アメリカナ果物から中果皮を単離する工程;
    (b)該中果皮からジュース抽出物を調製する工程;
    (c)該ジュース抽出物とグリシンを混合する工程;
    (d)(c)の後、ジュースとグリシンの該混合物を加熱する工程;および
    (e)(d)の後、紫色着色剤組成物を単離する工程
    を含む
    ことを特徴とする方法。
  97. 工程(d)の前記加熱する工程は、少なくとも90分である
    請求項96に記載の方法。
  98. 紫色着色剤組成物を調製する方法であって、以下
    (a)ゲニパ・アメリカナ果物から中果皮を単離する工程;
    (b)該中果皮からゲニポシドを単離する工程;
    (c)該ゲニポシドとグリシンを混合する工程;および
    (d)(c)の後、紫色着色剤組成物を単離する工程、
    を含む
    ことを特徴とする方法。
  99. 請求項96ないし98のいずれかに記載の方法により調製された
    ことを特徴とする着色剤組成物。
  100. 黒色着色剤組成物を調製する方法であって、以下
    (a)ゲニパ・アメリカナ果物からジュース抽出物を調製する工程;
    (c)該ジュース抽出物とプロリンを混合する工程;および
    (e)(c)から黒色着色剤組成物を単離する工程
    を含む
    ことを特徴とする方法。
  101. 請求項100に記載の方法により調製された
    ことを特徴とする着色剤組成物。
  102. 緑色着色剤組成物を調製する方法であって、以下
    (a)ゲニパ・アメリカナ果物からジュース抽出物を調製する工程;
    (c)該ジュース抽出物とトリプトファンを混合する工程;および
    (e)(c)から緑色着色剤組成物を単離する工程
    を含む
    ことを特徴とする方法。
  103. 請求項102に記載の方法により調製された
    ことを特徴とする着色剤組成物。
  104. 食品要素と、ならびに請求項72、88ないし95、99、101、および103のいずれかに記載の着色剤組成物とを含む
    ことを特徴とする食料製品。
  105. 前記食品要素は、固形食品要素または液状食品要素である
    請求項104に記載の食料製品。
  106. 前記食品要素は、飲料である
    請求項105に記載の食料製品。
  107. 前記食品要素は、炭酸飲料である
    請求項106に記載の食料製品。
  108. 請求項72、88ないし95、99、101、および103のいずれかに記載の着色剤組成物により着色された
    ことを特徴とする医療用デバイス。
  109. 薬物または栄養補助物と、ならびに請求項72、88ないし95、99、101、および103のいずれかに記載の着色剤組成物とを含む
    ことを特徴とする医薬品または栄養補助食品。
  110. 前記薬物または栄養補助物は、錠剤、ゲルカプセル剤、ビーズ剤、ペレット剤、丸剤、ドラジェ、ロゼンジ、軟膏、カプセル剤、散剤、液剤、ゲル剤、シロップ剤、スラリー剤、および懸濁剤からなる群より選択される剤形になっている
    請求項109に記載の医薬品または栄養補助食品。
  111. 請求項72、88ないし95、99、101、および103のいずれかに記載の着色剤組成物を含む
    ことを特徴とする化粧品。
  112. ゲニピン前駆体を含む組成物を調製する方法であって、以下
    (a)ゲニパ・アメリカナ果物から中果皮を単離する工程;
    (b)該中果皮を脱イオン水に入れて粉砕する工程;
    (c)(b)の該生成物を濾過する工程;および
    (d)(c)の該濾過した生成物を凍結乾燥または瞬間凍結させる工程、
    を含む、方法。
  113. 前記ゲニピン前駆体は、ゲニポシドである
    請求項112に記載の方法。
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