JP2018508565A

JP2018508565A - 漿果および果実材料を抗菌活性画分に変換するための方法

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Publication number: JP2018508565A
Application number: JP2017551366A
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Inventors: リーッタ・プーッポネン−ピミア; リーサ・ノーヒュネク; トゥイヤ・コッソ; ミルヤ・モッキラ
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Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2015-12-17
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Abstract

本発明は、生物活性化合物を含む画分に漿果および／または果実材料を変換するための方法であって、漿果または果実、およびそれらのいずれかの組合せに由来する漿果、果実、副産物、側流および廃棄物より選択される少なくとも1つの漿果材料または果実材料を篩い分け、これにより種子画分を皮画分から分離する工程、種子画分にサンディングを施し、種子の表層を含む種皮画分およびサンディングした種子を含むサンディングした種子画分を得る工程を含む、方法に関する。

Description

本発明は、抗菌活性を有する生物活性化合物を含む画分に漿果（berry）および果実材料を変換するための方法に関する。また本発明は、当該方法により得られる、漿果および果実に由来する抗菌活性を有する生物活性化合物を含む画分に関する。さらに本発明は、化粧品、衛生用製品、栄養補助食品、食品および食品サプリメント、飼料、包装ならびに医薬品における抗菌活性を有する生物活性化合物を含む該画分の使用に関する。

漿果および果実の加工を扱う産業において、相当量の廃棄物、側流（side streams）および副産物が形成される。食品産業は、ペースト、飲料、アルコール製品、ジャム、保存品（conserve）、牛乳ベースの製品、菓子などの広範囲の製品の製造において野生の漿果、栽培された漿果および果実を用いる。漿果および果実画分の使用はまた、化粧品において極めてポピュラーとなっており、例えば多価不飽和脂肪酸が豊富なクラウドベリー種油は、化粧品中の貴重な成分とみなされている。

廃棄物が極わずかしか利用されない漿果および果実の加工において、特に食品産業において、大量の廃棄物が生じる。ほとんどの廃棄物は、現在埋立地または投棄場所に廃棄されるかまたは輸送され、それ故に環境負荷が増加している。この廃棄物の一部を乾燥させて、続いて種油の抽出を行うが、材料の極一部のみが用いられる。

典型的に加工において、漿果および果実を機械的に洗浄し、続いて圧縮などの適切な方法によりジュース、果肉またはペーストを除去する。残りの廃棄物、例えば搾りかす、漿果ケーキ、果実ケーキまたはプレスケーキは、漿果または果実の果皮（skin and peel）、種子および中果皮（pith）を含み、これは、生物活性フェノール化合物、繊維および他の生物活性化合物を含む。

FI 122664 Bには、漿果を分画し、形成された画分から栄養素を分離する方法であって、漿果原料を乾燥し、少しすりつぶし、その結果漿果の種子を壊さずに果肉および皮部分から分離し、続いて第2の少しのすりつぶしを行い、これは形成された種子のない果肉および皮画分で行われ、これにより微粉末を形成し、これをスクリーニングまたは分類する方法が記載されている。種子はこの方法により分画されない。種子は廃棄され、果皮はさらに分画される。

US 2013/0040005 A1は、活性成分としてボイセンベリー種子抽出物を含む降圧薬および該薬剤を得るための方法に関する。当該方法において、ボイセンベリー搾りかすを乾燥し、粉砕し、篩い分けて、種子を分離し、続いて種子を微粉末にすりつぶし、これを水または有機溶媒で抽出し、続いて抽出溶液をポリフェノール吸収剤と接触させ、アルコールベースの溶媒で抽出して、標的抽出物を得る。

上記に基づいて、漿果および果実材料に含まれる貴重な生物活性化合物を含む画分を提供するために漿果および果実材料、特に廃棄物、側流および副産物を利用するための改善された方法を提供する必要性が依然として存在することが分かる。

本発明において、漿果および／または果実種子に由来する強い抗菌活性を有する、生物活性化合物を含む画分が単純な方法で濃縮できることが見出された。

本発明は、特に、漿果および果実から得られた搾りかす、漿果ケーキ、果実ケーキおよびプレスケーキの加工、および得られた生成物の使用についての研究に基づく。本発明は、化粧品、衛生用製品、食品サプリメント、食品、飼料、包装および医薬品において、特に天然抗菌剤または天然防腐剤として、有用な生物活性化合物を含む画分の製造において、漿果および果実産業からの廃棄物、側流および副産物、例えば搾りかす、プレスケーキ、漿果ケーキおよび果実ケーキを利用するための便利で効果的な手段を提供する。

したがって、本発明の目的は、抗菌活性を有する生物活性化合物を含む画分に漿果材料および／または果実材料を変換するための方法を提供することである。

本発明の更なる目的は、漿果産業および／または果実産業からの廃棄物、側流および副産物を、該材料を廃棄する必要なく利用することである。

本発明の更なる目的は、漿果および果実から得る生物活性成分を含む画分を提供することである。

本発明のまた更なる目的は、化粧品、衛生用製品、栄養補助食品、食品、食品サプリメント、飼料、包装および医薬品における生物活性化合物を含む該画分の使用である。

本発明は、抗菌活性を有する生物活性化合物を含む画分に漿果および／または果実材料を変換するための方法であって、
漿果または果実およびそれらのいずれかの組合せに由来し、15wt%以下の水分含量を有する、漿果、果実、副産物、側流および廃棄物より選択される少なくとも1つの漿果材料または果実材料を篩い分け、これにより種子画分を皮画分から分離する工程、
種子画分にサンディングを施し、ここで2〜40 wt％の種子を除去し、種子の表層を含む種皮（seed coat）画分およびサンディングした種子を含むサンディングした種子画分を得る工程、ならびに
漿果が、ルブス属（Rubus、キイチゴ属）、ソルブス属（Sorbus、ナナカマド属）、ローザ属（Rosa、バラ属）、エムペトルム属（Empetrum、ガンコウラン属）、アロニア属（Aronia）およびヒッポファエ属（Hippophae）ならびにそれらの組合せより選択され、果実が、ビチス属（Vitis、ブドウ属）、プニカ属（Punica、ザクロ属）、ピュルス属（Pyrus、ナシ属）およびマルス属（Malus、リンゴ属）ならびにそれらの組合せより選択される工程
を含む、方法に関する。

本発明は更に、化粧品、衛生用製品、栄養補助食品、食品、食品サプリメント、飼料、包装および医薬品における抗菌活性化合物を含む種皮画分の使用に関する。

したがって、本発明は、生物活性化合物を含む画分の製造において漿果産業および果実産業に由来する廃棄物、側流および副産物を利用し、これにより漿果または果実廃棄物の投棄を回避するかまたは少なくとも実質的に減少させるための単純で経済的な手段を提供する。

本発明の特徴は請求の範囲に示される。

図1は、本発明の方法の一実施態様を示す。図2は、漿果または果実材料を篩い分けの前に前処理する、本発明の方法の別の一実施態様を示す。図3は、サンディングした種子を酵素処理に供する、本発明の方法のさらに別の一実施態様を示す。図4は、漿果材料の抗菌活性を示す。図5は、ワイプにおけるクラウドベリー抽出物の抗菌活性を示す。図6は、クラウドベリー種子の表面の顕微鏡写真を示す。

（定義）
他に明記されない限り、本明細書および請求の範囲で用いられる用語は、食品産業の分野で一般に用いられる意味を有する。具体的には、以下の用語は、以下に示す意味を有する。

本明細書において用語「漿果」は、内部の種子を含むすべての野生および栽培された漿果であって、ルブス属、ソルブス属、エムペトルム属、ローザ属、アロニア属またはヒッポファエ属（これらの属のすべての雑種漿果を含む）に属する漿果を意味すると解される。ラズベリー、ブラックベリー、チシマイチゴ（arctic bramble）、デューベリーおよびクラウドベリーは、ルブス属の種の例である。ルブス属の種は容易に異種交配し、無性繁殖体であるため、雑種植物の譜系は多くの場合極めて複雑であるが、ブラックベリーおよびラズベリーの定義品種に含めることが一般に合意されている。該雑種漿果の例としては、ローガンベリー、ボイセンベリー、ビーチベリー（veitchberry）、マリオンベリー、シルバンベリー、タイベリー、タメルベリーおよびヒルダベリーが挙げられる。

本明細書において用語「果実」は、ビチス属、プニカ属、ピュルス属およびマルス属（これらの属のすべての雑種漿果を含む）に属するすべての野生および栽培された果実を意味すると解される。

ビチス属の果実は、主にV.ヴィニフェラ（V. vinifera）と別のブドウ樹（grapevine）との間の交配であって、すべての雑種ブドウを含み、種子を内部に含むブドウを意味する。ブドウは、ワイン、ジャム、飲料、ゼリー、種子抽出物、レーズン、酢およびブドウ種油を作るために用いられる。ビチス属は、ビタケアエ（Vitaceae、ブドウ科）に属し、約60種のブドウ栽培植物（vining plant）を含む属（genus）である。

果実はまた、果樹、例えばザクロの木（プニカ・グラナタム（Punica granatum））、セイヨウナシの木（ピュルス・コムニス（Punica granatum））およびリンゴの木（マルス科）およびそれらのすべての雑種の果実を指す。

用語「漿果産業」および「果実産業」は、野生および栽培された漿果および果実に関する生成物および方法の開発、精製および製造を扱う産業を指す。

本明細書において用語「抗菌活性」化合物は、微生物を殺菌することができるかまたはそれらの成長を阻止できる化合物を指す。これらの化合物の例は、フェノール化合物、例えばエラグ酸およびエラジタンニンである。抗菌活性および防腐活性に加えて、これらの化合物は、しばしば他の生物活性、特に抗酸化活性を有する。

本明細書において用語「種子のサンディング」は、種子の表層を粉末として除去する機械的な研磨性の処理を指す。サンディングは、研磨および搗精（pearling）も含むと解される。

本明細書において用語「化粧品」は、スキンケア製品、ヘアケア製品、パーソナルケア製品、カラー化粧品を含む化粧品を指す。スキンケア製品の例は、油性クリーム、基礎クリーム、化粧水、エクスフォリエーター、ワイプ、マスクなどである。

（本発明の詳細な説明）
本発明は、貴重な生物活性化合物を含む画分、特に相当量のフェノール化合物、例えばエラグ酸およびエラジタンニンを含む画分に漿果材料および果実材料を変換するための便利な方法を提供する。エラジタンニンは、エラグ酸とのグルコースのエステルであり、これは加水分解されるとエラグ酸を生成する。

本発明は、例えば化粧品、衛生用製品、栄養補助食品、食品、食品サプリメント、飼料、包装および医薬品において、天然防腐剤として有用な生物活性化合物を含む画分の製造においてこれらの廃棄物および副産物を利用するための手段を提供するための、漿果および果実の加工に由来する廃棄物、側流および副産物、例えば搾りかすおよびプレスケーキの加工についての研究に基づく。

特に、ルブス属、ソルブス属、エムペトルム属、ローザ属、アロニア属およびヒッポファエ属の漿果の種子ならびにビチス属、プニカ属、ピュルス属およびマルス属の果実の種子の表層（種皮画分）が、例えばヒト病原体スタフィロコッカス・アウレウス（Staphylococcus aureus）に対する強い抗菌活性を示すことが分かった。種皮画分は高濃度の生物活性フェノール化合物を含む。特にエラグ酸、エラジタンニンおよびその誘導体は、ルブス属漿果の該画分に含まれる。

驚くべき量の生物学的に活性なフェノール化合物、例えばエラグ酸およびエラジタンニンおよびその誘導体が、現在利用されない廃棄物中に残る。エラグ酸およびエラジタンニンは、抗菌活性作用を有する天然の抗酸化剤および防腐剤であり、それ故に防腐剤および抗酸化剤として化粧品、食品産業および食品産業ならびに包装産業および医薬産業の分野における様々な応用分野において有用である。

本発明の方法では、漿果皮または果皮を種子から分離し、続いて種子表層を除去して、高い抗菌活性を有する種子画分を得ることができる。更に、サンディングした種子をそのままでまたは酵素的に処理して用いてもよく、漿果皮または果皮画分もまたその用途を有する。

（漿果）
本発明において、ルブス属、ソルブス属、エムペトルム属、ローザ属、アロニア属およびヒッポファエ属およびそれらのいずれかの組合せの、すべての野生の漿果、栽培された漿果およびすべての雑種漿果を用い得る。ラズベリー、ブラックベリー、チシマイチゴ（synonym arctic raspberry）、デューベリーおよびクラウドベリー、ならびにローガンベリーおよびボイセンベリーを含む雑種漿果は、本発明に適切なルブス属の種の例である。ロワンベリーはソルブス属の種の、クロウベリーはエムペトルム属の種の、ローズヒップおよびドッグローズはローザ属の種の、チョークベリーはアロニア属の種の、シーバックソーンベリーはヒッポファエ属の種の、本発明に適した例である。

クラウドベリーは、高いアロマ含有量を有する貴重な野生の漿果であり、それはまた貴重な種油を含む。クラウドベリーは、食品、リキュールおよび化粧品産業において用いられるが、種油のみが、漿果の圧縮後に残る廃棄物から現在利用されている。クラウドベリー中に見られるエラグ酸含有量は次のとおりであった：漿果果実（果実＋種子）0.6 mg/g乾燥重量、皮20.3 mg/g乾燥重量、サンディングした種皮粉末19.6 mg/g乾燥重量および研磨した種子12.6 mg/g乾燥重量。エラジタンニンはサンディングした種皮画分中に濃縮された。

チシマイチゴは、極めて高いエラグ酸およびエラジタンニン含有量を含み、それ故にそれらはまた、本発明の方法のための原料として特に適している。生態学的な観点から、人工の肥料または殺虫剤無しで成長した野生の漿果、例えばクラウドベリーおよびチシマイチゴは、特に適している。

（果実）
ビチス属、プニカ属、ピュルス属およびマルス属のすべての果実は、本発明の方法に適切である。種子を含みビチス属に属するすべてのブドウおよびすべての雑種ブドウが、本発明において用いられ得る。典型的には、膨大な量の廃棄物が、ブドウの木の加工、例えばブドウの木の圧縮から得られ、このようにブドウはまた、本発明のための特に適切な原料供給源を提供する。

果樹、例えばザクロ（プニカ・グラナタム）、セイヨウナシ（ピュルス・コムニス）およびリンゴ（マルス科）（それらのすべての雑種を含む）の果実はまたは、適切な原料供給源を提供する。著しい量の廃棄物がこれらの果実の加工中に得られる。

（漿果材料および果実材料）
本発明の方法に適切な漿果材料および果実材料は、漿果または果実の加工に由来する全漿果、全果実、副産物、側流および廃棄物より選択され得る。該副産物、側流および廃棄物の例は、プレスケーキ、搾りかす、漿果ケーキおよび果実ケーキである。該副産物、側流および廃棄物は、漿果または果実が加工前に機械的にどの程度洗浄されるかに応じて、典型的には漿果または果実の果皮、種子、果肉、時には葉、高木（arbor）および針葉樹葉を含む。

漿果または果実の加工は、例えば漿果もしくは果実の加工、精製もしくは分画を行う設備、または食品もしくは飼料加工産業における設備にて、飲料、ペースト、ピューレ、ワイン、ジャム、保存品、菓子などの製造から行われ得る。

典型的には、搾汁ラインでは、漿果または果実を圧縮し、残りのプレスケーキを更なる使用のために凍結し、およそ-20℃で保存するか、または乾燥し得る。

漿果および果実ペーストおよびピューレを、例えば篩を通して漿果または果実を圧搾することにより得て、残りの漿果ケーキまたは果実ケーキを凍結し、およそ-20℃で保存するか、または乾燥し得る。得られた凍結した搾りかす、漿果ケーキまたは果実ケーキは、40〜70重量％の水、典型的には50〜60重量％の水を含有し得る。

ルブス属の漿果またはビチス属からのブドウから得られる副産物、側流または廃棄物、例えばプレスケーキまたは搾りかすは、主に種子または果皮およびいくつかの果肉を含有する。

（方法）
本発明は、抗菌活性を有する生物活性化合物を含む画分に漿果および／または果実材料を変換するための方法であって、
漿果または果実およびそれらのいずれかの組合せに由来し、15wt%以下の水分含量を有する、漿果、果実、副産物、側流および廃棄物より選択される少なくとも1つの漿果材料または果実材料を篩い分け、これにより種子画分を皮画分から分離する工程、
種子画分にサンディングを施し、ここで2〜40 wt％の種子を除去し、種子の表層を含む種皮画分およびサンディングした種子を含むサンディングした種子画分を得る工程、ならびに
漿果が、ルブス属、ソルブス属、ローザ属、エムペトルム属、アロニア属およびヒッポファエ属ならびにそれらの組合せより選択され、果実が、ビチス属、プニカ属、ピュルス属およびマルス属ならびにそれらの組合せより選択される工程
を含む、方法に関する。

本明細書において、15wt%以下の水分含量を有する漿果材料または果実材料は、乾燥漿果材料または果実材料を意味する。

本発明の方法は図1に示され、ここで、15wt%以下の水分含量を有する漿果および／または果実材料10を篩い分け100に供し、これにより種子画分30を皮画分20から分離し、種子画分30をサンディング200に供し、ここで、2〜40 wt％の種子を除去し、種子の表層を含む種皮画分50およびサンディングした種子を含むサンディングした種子画分40を得る。

種子画分は種子を含む。時には、それは少量の果皮および果肉のいずれかを含み得る。

皮画分は果皮および果肉を含む。時には、それは少量の葉、高木および針葉樹葉のいずれかを含み得る。

好ましい実施態様において、漿果および／または果実材料は、0.1〜10 wt％の水分含量を有し、特に好ましくは0.1〜8 wt％を有する。

方法において、篩い分け（種子の分離）を行い、ここで、15wt%以下の水分含量を有する漿果材料または果実材料を篩い分け、これにより種子が篩上に残り、果皮などが篩を通過する。

適切には篩い分け装置、空気分級装置、空気ジェット篩い分け装置、スクリーニング装置またはロータリースクリーンを用い、好ましくは振動または振とう篩い分け（sieving/screening）装置を用い、ここでシーブサイズは、漿果または果実の種子サイズに従って選択される。

例えば、ルブス属から得られた漿果材料を篩い分けるとき、適切には0.5〜2.0 mm、好ましくは0.6〜1.6 mmのメッシュ開口を有するシーブを用いる。

サンディングは、穀物研磨機（例えば大麦）、米などの研磨機、搗精機（pearling machine）、デホーラー（dehuller）およびポリッシャー（polisher）／籾すり機（huller）より選択されるサンディングまたは研磨装置を用いて行われる。

サンディングにおいて、種子表層の2〜40 wt％、好ましくは3〜35 wt％、特に好ましくは3〜30 wt％を、細かく分けられた画分（種皮画分）として種子から除去し、サンディングした種子画分をまた得る。

（漿果材料または果実材料の前処理）
本発明の一実施態様において、漿果材料または果実材料を篩い分け前に前処理する。前処理は、熱処理、発酵、酵素処理、圧縮、圧搾、乾燥、粉砕およびそれらの組合せより選択される方法に漿果材料または果実材料を供することにより行い得る。

本発明の一実施態様によれば、漿果材料または果実材料を圧縮、分離、傾瀉または遠心分離して、固体物質（果皮および種子）からジュースを分離する。

本発明の一実施態様によれば、漿果材料または果実材料を有害微生物の除去のために熱処理する。適切には、熱処理を80℃で5分間行う。

本発明の一実施態様によれば、漿果材料または果実材料を乳酸菌を用いて発酵し、種子のフェノール化合物および炭水化物成分を修飾する。好ましくは、スターターカルチャーは、ラクトコッカス属（Lactococcus）、ラクトバチルス属（Lactobacillus）、ペディオコッカス属（Pediococcus）およびオエノコッカス属（Oenococcus）より選択される。

図2は、漿果材料または果実材料を篩い分け前に前処理する実施態様を示す。漿果材料または果実材料60を熱処理および発酵300に供し、これにより発酵した漿果または果実材料70を得て、その後これを圧縮400に供し、これによりジュース画分80をプレスケーキ90から分離する。プレスケーキ90を乾燥500供して、15 wt%以下の水分含量を有する漿果材料または果実材料10を得て、これを篩い分け100に供し、これにより種子画分30を皮画分20から分離し、種子画分30をサンディング200に供し、ここで2〜40 wt％の種子を除去し、種子の表層を含む種皮画分50およびサンディングした種子を含むサンディングした種子画分40を得る。

発酵において、典型的には凍結した漿果または果実材料および水、適切には超純水を一緒に混合し（1：1）、適切には80℃で5分間加熱する。混合物を適切には氷浴中で冷却し、必要に応じて漿果または果実材料を粉砕する。混合物のpHをおよそpH 5.0に、適切には5N水酸化ナトリウムで調節する。微生物を食品グレードの培地中で予め培養する。発酵をバイオリアクター（ベッセル）などにおいて例えば3日間30℃にて一定混合下で行う。乳酸菌発酵を滅菌窒素ガスでパージし、嫌気条件を作る。

本発明の一実施態様によれば、漿果材料または果実材料を炭水化物加水分解酵素で処理する。酵素インキュベーション後、漿果材料または果実材料を好ましくは圧縮または圧搾する。適切には、酵素は、セルロース、ペクチナーゼ、キシラナーゼおよびそれらの組合せより選択される。ジュース産出は増加し、プレスケーキまたは漿果ケーキは減少した量の糖および水を含む。

酵素処理において、酵素をそれらの主要な活性（例えば100 nkat/gまたは0.1％）に基づいて投与する。解凍し、つぶし、加熱した（45℃）漿果または果実材料を40〜45℃で2〜4時間インキュベートする。つぶして加熱した漿果および果実材料との混合前に、酵素を水で希釈する。処理を用いた材料の固有pH（約pH 3）で行う。酵素インキュベーション後、漿果または果実ジュースをジュース圧縮装置により抽出する。

本発明の一実施態様によれば、過剰の水を除去するための工程に導入する前に、漿果材料または果実材料を15 wt％以下、好ましくは0.1〜10 wt％の水分含量を有するまで乾燥する。乾燥は、真空乾燥または凍結乾燥を伴うまたは伴わない対流乾燥、例えば熱風乾燥、真空乾燥または蒸気乾燥、マイクロ波乾燥により行われ得る。乾燥は、35〜70℃、好ましくは35〜45℃の温度にて流動層乾燥を用いて行われ得る。適切には、凍結乾燥は-40〜0℃の温度にて、対流乾燥は40〜70℃、好ましくは40〜50℃の温度にて行われる。乾燥に適した任意の従来の乾燥装置を用い得る。

一実施態様によれば、篩い分け前に、適切には圧縮粉砕を用いて漿果材料または果実材料を行い、種子からの皮、果皮、果肉などの塊を壊し、最小限の損傷を種子へもたらす。粉砕機は、ロール粉砕機、ボール粉砕機、手動式の粉砕機、ニーダーグラインダーまたはそれらの組合せより選択され得る。ニーダーグラインダーは、漿果の種子を乾燥果肉および果皮から種子を壊すことなく引き離す粉砕機として用いられ得る。適切なグラインダーは、回転するローターと固定された固定子を含むフォーリングナンバーミルである。このミルは、混練およびわずかな切断および打撃効果（striking effect）を提供し、しかしながらここですりつぶしは、種子を壊すのに十分でないが、それらをマトリックスから引き離す。導かれる衝撃を備えるディスクミルまたは衝撃ミルを好ましくは用い、これにより穏やかなすりつぶしを達成する。

種子核および種油を含むサンディングした種子を食品および動物飼料適用において健康的な栄養成分としてそのまま用い得る。あるいは、サンディングした種子を酵素で処理し得る。

サンディングした種子画分を、セルラーゼ、ペクチナーゼ、キシラナーゼおよびそれらの組合せより選択される酵素で更に処理し、まだ存在する種皮を柔らかくし得て、好ましくは組合せが用いられる。酵素処理後、種皮がより薄く、さらにより柔らかいほど、健康的な脂肪酸をより容易に種子から消費中に送出することができ、種皮がより柔らかいほど、口当たりもより良好である。これらのサンディングし酵素処理した種子は、様々な食品適用、例えばスナック、シリアル、ミューズリー、ベーカリー製品などに特に有用であり、そして動物飼料である。

図3は、サンディングした種子画分を酵素処理に供する実施態様を示す。15wt%以下の水分含量を有する漿果材料および／または果実材料10を篩い分けに供し、これにより種子画分30を皮画分20から分離し、種子画分30をサンディング200に供し、ここで2〜40 wt％の種子を除去し、種子の表層を含む種皮画分50およびサンディングした種子を含むサンディングした種子画分40を得る。サンディングした種子画分40を酵素処理600に供し、これにより酵素処理してサンディングした種子画分91を得る。酵素処理前に、種子を適切には水中に一晩浸す（図に示していない）。

酵素処理しサンディングした種子をまた、適切な抽出技術、例えば従来の超臨界もしくは溶媒抽出法またはそれらの組合せを用いてフェノール類または種油の抽出に供し得る。酵素処理は、サンディングした種子からの脂肪酸の抽出を向上させ、これにより貴重な種油を得ることができる。

あるいはサンディングした種子を挽き、続いて適宜、乾燥分画を行い得る。

種子から分離した繊維が豊富な漿果皮または果皮画分をそのまま用いてもよく、または適切なミル（好ましくはピン粉砕機である）により細かく更にすりつぶしてもよい。皮画分の量は、典型的には、乾燥量基準で計算した漿果材料または果実材料の2〜10 wt％である。例として、クラウドベリーの皮画分は、典型的にはエラグ酸20 mg/g乾燥重量を含有する。それを化粧品、食品および動物飼料において成分として使用し得る。

得られた種皮画分は、フェノール化合物、例えばエラグ酸、エラジタンニンおよびそれらの誘導体および他の生物活性化合物が豊富である。該種皮画分を化粧品、衛生用製品、栄養補助食品、食品、食品サプリメント、動物飼料、包装および医薬品において天然防腐剤として用い得る。

生物活性成分を含む種皮画分は、適切には食品、化粧品、医薬品、動物飼料、包装材料、特に製品（例えば容易に腐る食品）の包装材料、および医薬製剤、例えばクリーム、軟膏のような局所製剤などに組み込まれる。

容易に腐る食品の例は、家禽製品、例えばマリネード、牛乳ベースの製品、例えばヨーグルト、飲料、サワークリーム製品、発酵牛乳ベースの製品；漿果または果実含有製品、例えばジャム、飲料、ベリースープ、保存品、ペースト、ピューレ、ベビーフード；栄養食品、特に特別な用途のためのもの、例えば病院および在宅投与；穀物製品、例えばパン、シリアル、スナック製品、ミューズリー、予め料理した粥、発酵穀物ベースの製品およびグルテンフリー製品である。

本発明はいくつかの利点を提供する。特に、漿果および果実加工産業に由来する副産物、側流および廃棄物を、貴重な生物活性成分を含む画分、ならびに皮画分およびサンディングした種子画分を得るために、本発明の簡潔で経済的な方法において効果的に利用することができ、これらの画分にはまた、いくつかの貴重な用途がある。本発明の方法で、事実上すべての廃棄物および副産物を効果的に利用し得る。

該生物活性画分は、効果的な抗酸化剤、抗菌剤および防腐剤として、特に化粧品、食品および動物飼料の分野においてならびに包装用および医薬品において用いられ得る。

本発明の方法は、フェノール化合物、例えばエラグ酸およびエラジタンニンならびにそれらの誘導体の濃縮であって、これにより該化合物が更なる使用のための特定の画分中で濃縮される、富化工程を提供する。特定の画分をそのまま様々な製品に加え得る。廃棄物を埋立地に投棄することを回避し得るかまたは少なくとも著しく減少させ得る。これはまた、明確な環境的および生態学的利点である。漿果産業および果実産業からの栄養的に豊富で貴重な廃棄物および副産物を、食品および動物飼料ならびに包装用および医薬品において簡潔で経済的な方法で利用し得る。

本発明は、生物活性化合物を含むこれらの画分が防腐剤として作用するため、貯蔵および微生物学的安全性の改善を製品に提供する。製品中の合成防腐剤の量を減少させ、それらをこれらの天然化合物で置き換えることが可能である。また、化粧品において、これらの天然化合物は、皮膚皮病原体、例えばスタフィロコッカス（Staphylococcus）の成長を効果的に阻止するため、皮膚微生物叢のバランスをとる。

本発明は、微生物学的保存の改善、酸化反応阻止の改善、および酸化防止状態を製品に提供する。一般にこれは、安定性および生物学的安全性の改善を意味する。

以下の実施例は、上記の本発明の実施態様の例示であり、如何なる態様においても本発明を限定することを意図しない。

実施例1：プレスケーキから分離されるクラウドベリー種子のサンディング
市販のジュース圧縮方法からのクラウドベリーの乾燥プレスケーキを篩い分けた。篩い分け時間10分および振幅1.5 mmの設定にて1.6 mmスクリーンで振動篩振とう機を用いて種子を皮画分から分離した。サンディング時間15分で研磨機（精麦機）を用いて種子をサンディングした。表1は、種々の製造方法工程により得られた収率ならびに篩い分けおよびサンディングにより得られた画分の分布を示す。

実施例2：プレスケーキから分離されるクラウドベリー種子のサンディング
市販ジュースの圧縮工程からのクラウドベリーの乾燥プレスケーキを篩い分けた。篩い分け時間5分および振幅1.5 mmの設定にて1.60 mmスクリーンで振動篩振とう機を用いて種子を皮画分から分離した。サンディング時間15分で研磨機（精麦機）を用いて種子をサンディングした。篩い分けおよびサンディング画分の収率ならびに篩い分けおよびサンディングにより得られた画分の分布を表2に示す。

実施例3：プレスケーキから分離されるラズベリー種子のサンディング
凍結ラズベリーを解凍し、乳棒で粉砕した。粉砕ラズベリーを45℃まで温め、イオペクチナーゼスーパー8X（iopectinase Super 8X ）酵素を加えた。酵素量は、100 nkat/g漿果（すなわち1.98 ml/1 kg漿果、活性51000 nkat/ml）であった。インキュベーション時間（4時間）の後、ジュース圧縮を高圧チンキプレスH P5（High Pressure Tincture Press H P5）プレッサーにより行った。プレスケーキの量は16重量％であり、プレスケーキの乾燥物は48重量％であった。45℃にて空気流を用いて急速乾燥機によりプレスケーキを89％乾燥物まで乾燥した。

篩い分け時間5分および振幅1.0 mmの設定にて0.63 mmスクリーンで振動篩振とう機を用いて種子を乾燥プレスケーキから分離した。サンディング時間15分で研磨機（精麦機）を用いて種子をサンディングした。種々の製造方法工程により得られた収率ならびに篩い分けおよびサンディング機により得られた画分の分布を表3に示す。

実施例4：クラウドベリーから分離された種子のサンディング
クラウドベリーを凍結し、凍結乾燥した。乾燥クラウドベリー（15 wt％未満の水）を手で砕いて、漿果全体から皮、果肉および種子部分を分離した。1.6 mmスクリーンで振動篩振とう機を用いて種子を皮および果肉部分から分離した。クラウドベリー材料を篩い分け時間5分および振幅1.0 mmで最初に篩い分けて、その後、10個のガラス球で同じ篩い分け設定を用いて篩い分けた。ガラス球は、種子から果肉および皮を分離するのを補助した。その後、サンディング時間15分および30分で研磨機（精麦機）を用いて種子をサンディングした。種々の製造方法工程により得られた収率ならびに篩い分けおよびサンディングにより得られた画分の分布を表4に示す。

実施例5：クラウドベリーの発酵、圧縮および篩い分け
発酵
凍結させた熟したクラウドベリー（ホロムイイチゴ（Rubus chamaemorus））を漿果材料として用いた。漿果材料を最初に加熱処理し、その後、およそ10⁶ cfu/gの洗浄LAB細胞を播種した。VTT Culture Collectionのペディオコッカス・ペントサセウス（Pedicoccus pentosaceus）VTT E-072742をクラウドベリーの発酵におけるスターターカルチャーとして用いた（http：//culturecollection.vtt.fi/）。発酵前に、嫌気ジャーおよびAnaerocult C ストリップを用いて作成した100％二酸化炭素雰囲気で1日間Man Rogosa Sharpe中にて菌株を再生した。細胞を再生培養物から遠心分離により回収し、リンガー溶液中で1回洗浄した。発酵を6 kgスケールで15-l容量のバイオリアクター中で3日間30℃にて一定攪拌下（130 rpm）で行った。嫌気条件を作成するためにバイオリアクターを無菌濾過窒素ガスでパージした。プレートカウント技術を用いて発酵前後の乳酸菌および酵母の生菌数を測定した。結果を湿重量1グラム当たりのコロニー形成単位（CTU）として表す。発酵した漿果マッシュを冷凍保存した。

圧縮および乾燥
発酵後、漿果マッシュを5リットルの充填材料を用いて水圧で作動する高圧チンキプレスで処理して、ジュースおよび不溶性プレスケーキを分離した。

ジュース圧縮からのプレスケーキを、流動層乾燥機中で＋45℃空気流を用いて、漿果プレスケーキの水分含量が15重量％未満まで乾燥した。その後、乾燥した漿果レスケーキを異なるシーブサイズを用いるかまたは吸引装置を用いて乾式篩い分けした。平均粒子径1250μm未満の皮画分を分離し、平均粒子径750μm超の種子画分を回収した。

クラウドベリープレスケーキ（発酵させたおよび発酵させていない試料）の質量収率は8〜10％であった。プレスケーキの約5％は皮および果肉からなり、残りの95％は種子であった。

実施例6：漿果材料の抗菌活性試験
漿果材料の抗菌活性を、スタフィロコッカス・アウレウス、S. エピデルミディス（S. epidermidis）、シュードモナス・エルギノーサ（Pseudomonas aeruginosa）、サルモネラ・ティフィムリウム（Salmonella typhimurium）、エシェリヒア・コリ（Escherichia coli）およびカンジダ・アルビカンス（Candida albicans）を含む選択した微生物に対して試験した。漿果材料を試験のためにアセトンで抽出した。

フェノール化合物を安定化するためにアスコルビン酸により酸性にした（アスコルビン酸の最終濃度0.1％）70％アセトン（v/v）50 mlに凍結乾燥した植物材料1 gを溶解させることによりアセトン抽出物を調製した。磁気撹拌（300 rpm、室温、1時間）を用いて抽出を行った。懸濁液を遠心分離し（4000 rpm、10分間、＋4℃）、固体材料を廃棄し、ロータリーエバポレーターで＋35℃の水浴、100 rpm、自動調整真空にて液相からアセトンを蒸発させた。残りの水相を凍結し、凍結乾燥した。70％アセトン（v/v）のみを用いてアスコルビン酸無しで抽出を行いうる。

抗菌活性を液体培養物中で測定した。凍結乾燥漿果抽出物1 mg/mlを微生物培養物に懸濁させた。漿果材料有りの微生物培養をポジティブコントロールとして用い、抗生物質有りの培養（細菌対してクロラムフェニコール、またはC. アルビカンスに対してハイグロマイシンB）をネガティブ増殖コントロールとして用いた。微生物培養物をそれらの最適な増殖条件でインキュベートし、細胞数による増殖をプレートカウントにより24時間追跡した。

結果は、抗菌剤有りのポジティブコントロール培養と比較して、スタフィロコッカス・アウレウス）およびS. エピデルミディスに対するクラウドベリーおよびラズベリー画分のアセトン抽出物の明らかな殺菌活性を示す。中度の増殖阻害がシュードモナス・エルギノーサ、エシェリヒア・コリおよびサルモネラ・ティフィムリウムで検出された。カンジダ・アルビカンスは、これらのクラウドベリーおよびラズベリー抽出物によって阻止されなかった。図4は、24時間培養中の液体培養中のスタフィロコッカス・アウレウスに対するクラウドベリーおよびラズベリー画分のアセトン抽出物（1 mg/ml）の抗菌活性を示す。抗生物質クロラムフェニコール有りの培養をネガティブコントロールとして用いた。試験した試料は、コントロール試料、クラウドベリー果実、クラウドベリー種皮画分およびラズベリー種皮画分であった。

実施例7：クラウドベリー種皮画分の抗菌活性
ナノセルロースクリーニングワイプスにおけるスタフィロコッカス・アウレウス（重要な皮病原体）に対するクラウドベリー種皮画分の抗菌活性をこの実施例において試験した。

1 gの凍結乾燥材料を50 mlの水または酸性の水（フェノール化合物を安定化するために、0.1％アスコルビン酸を加える）に溶解させることにより、クラウドベリー種皮（coat）粉末の水抽出物を調製した。マイクロ波オーブンにおいて2回30秒間加熱し、加熱前、その間およびその終わりに懸濁液をよく混合することにより、抽出を行った。懸濁液を遠心分離し（4000 rpm、10分間、＋4℃）、固体材料を廃棄して、上清を凍結し、凍結乾燥した。

さらに、2種類のアセトン抽出物を調製した：クラウドベリー種皮粉末（実施例6参照）の塩基性アセトン抽出物、およびクラウドベリー果実のより精製されたアセトン抽出物。この精製物を次のように塩基性アセトン抽出物から作った：糖および有機酸固相からの抽出物の更なる精製のためにSep-Pak C18 カラムを用いた。フェノール化合物をカラムからエタノール、メタノール、酸性エタノールまたは酸性メタノール（フェノール化合物を安定化するために酸性条件と用いた）で溶離した。溶媒を蒸発させ、化合物を水で希釈し、凍結し、凍結乾燥して、フェノール化合物を有する豊富な粉末を得た。

抽出物を滅菌水に次の濃度で溶解させた：クラウドベリーの純粋なアセトン抽出物（1 mg/ml）、クラウドベリー種皮粉末の塩基性アセトン抽出物（2.5 mg/ml）、およびクラウドベリー種皮粉末の水抽出物（4.5 mg/ml）。2 mlの各溶液をワイプシート上に置き、続いて200μlの細菌懸濁液（1.2 x 10⁵細胞）を置いた。漿果抽出物無しの滅菌水2 mlを細菌増殖のポジティブコントロールとして用いた。各試料およびコントロールの6つの同様のシートを調製した。細菌の播種直後に、各試料およびコントロールの3つのシートをStomacherにおいてペプトン生理食塩水20mlと混合して、シート懸濁液からプレートカウント法により細菌数を測定した。それらの同様のシートを同様に37℃で24時間インキュベーション後試験した。

結果は、クラウドベリー果実抽出物およびクラウドベリー種皮粉末抽出物を添加したナノセルロースワイプが24時間インキュベーション後スタフィロコッカス・アウレウスに対して強い抗菌活性を有することを示す。細菌プレートカウントの検出限界は100細胞/mlであり、漿果抽出物有りのワイプすべてにおいて、細菌数が24時間のインキュベーション後この限界未満に減少した。図5は、スタフィロコッカス・アウレウスに対するナノセルロースにおけるクラウドベリー抽出物の抗菌活性を示す。ワイプにおける細菌数を0時間（■）および37℃での24時間のインキュベーション後（□）に測定した。細菌数の検出限界は100 cfu/mlであった。

実施例8：サンディングした種子の酵素処理
サンディングしたクラウドベリー種子を最初に水に一晩浸した。その後、40℃にて酢酸アンモニウム緩衝液pH 4中で22時間、セルロース、ペクチナーゼおよびキシラナーゼ（Econase CE、30 FPU/g種子の量；Pectinex Ultra、3000 nkat/gの量およびDepol 740、3000 nkat/gの量）の酵素混合物で種子を処理した。酵素処理後、種子をオーブン中で乾燥した。酵素を有しない緩衝液中で対照種子をインキュベートした。処理後の乾燥種子からの脂肪酸を分析した。対照種子および酵素処理した種子からの脂肪酸の収率は、それぞれ5.1 mg/gおよび7.1 mg/gであった。結果は、脂肪酸が、サンディングのみした種子と比較して、酵素で処理しサンディングした種子からより容易に遊離することを示す。

クラウドベリー種子の外側表面および内部構造は、サンディングおよび酵素処理により変化する。これは、クラウドベリー種子の表面断面の顕微鏡写真を示す図6から分かる。上の図は、サンディングされていないクラウドベリー対照種子を示し、下の図は、サンディングし酵素処理した種子を示す。処理された種子においてリグニン層がより薄く、それは対照種子と比較していくつかの穴を含む。タンパク質およびβグルカンの構造はまた、参照と比較して処理された種子において異なり、これは酵素処理が種子の内部にも影響を及ぼしていることを示す。サンディングし酵素したクラウドベリー種子は、食品、食品サプリメント、栄養補助食品、および動物飼料、例えばミューズリーにおける健全な成分として特に適切である。

実施例9：油性および塩基性クリーム、化粧用マスクならびにトナーにおけるスタフィロコッカス・アウレウスおよびS. エピデルミディス（S. epidermis）に対するクラウドベリー種皮画分の抗菌活性
スタフィロコッカス・アウレウスおよびS. エピデルミディス（重要な皮病原体）に対するクラウドベリー種皮画分の抗菌活性を油性および塩基性クリーム、化粧用マスクならびにトナーにおいて試験した。

サンディングした種子粉末をそのまま用い、水またはエタノール抽出物、アセトン抽出物および精製アセトン抽出物を実施例6および7に記載のように調製した。

抽出物を滅菌水に次の濃度で溶解させた：クラウドベリーのアセトン抽出物（1 mg/ml）、クラウドベリー種皮粉末の塩基性アセトン抽出物（2.5 mg/ml）、クラウドベリー種皮粉末またはサンディングした種子粉末そのままの水またはエタノール抽出物（4.5 mg/ml）。抽出物を試験製品に加えて、次の最終濃度とした：クラウドベリーの純粋なアセトン抽出物（0.01〜2.0 mg/ml）、クラウドベリー種皮の塩基性アセトン抽出物粉末（0.1〜2.0 mg/ml）、およびクラウドベリー種皮粉末またはサンディングした種子粉末そのままの水またはエタノール抽出物（0.1〜5.0 mg/ml）。あるいは、抽出粉末を直接試験製品に同じ最終濃度まで加えた。各抽出物を細菌懸濁液（1〜2 x 10⁵ 細胞）により感染させた。漿果抽出物無しの滅菌水を細胞増殖のポジティブコントロールに用いた。6つの同様の試料およびコントロールを調製した。細菌のインキュベーション直後に、3つの試料およびコントロールをペプトン生理食塩水と混合して、懸濁液からプレートカウント法により細菌数を測定した。それらの同様のシートを同様に37℃で24時間インキュベーション後試験した。

結果は、クラウドベリー種皮粉末抽出物または粉末そのままを添加した油性クリーム、基礎クリーム、化粧用マスクおよびトナーが、24時間インキュベーション後にスタフィロコッカス・アウレウスおよびS. エピデルミディスに対して中度から強度の抗菌活性を有することを示す。細菌プレートカウントの検出限界は、100細胞/mlであり、漿果抽出物を有するすべてにおいて、細菌数が24時間のインキュベーション後この限界未満に減少した。

実施例10：化粧用のエクスフォリエータークリームにおけるスタフィロコッカス・アウレウスおよびS. エピデルミディスに対するクラウドベリー種皮画分の抗菌活性
スタフィロコッカス・アウレウスおよびS. エピデルミディス（重要な皮病原体）に対するクラウドベリー種皮画分の抗菌活性を化粧用のエクスフォリエータークリームにおいてこの実施例で試験する。

サンディングしたクラウドベリー種子粉末そのままをエクスフォリエータークリームに加える。サンディングしたクラウドベリー種子粉末は、天然（非合成）剥離粒子として作用する不溶性炭水化物および繊維粒子を含有する。サンディングした種子粉末を塩基性エクスフォリエータークリームに最終濃度（0.1〜5.0 mg/ml）まで混合する。さらに、実施例6〜8で調製した種子粉末抽出物を、製品に更なる抗菌活性作用を与えるために加え得る。実施例6〜8に記載の抽出物の最終濃度を用いる。

漿果成分を有するエクスフォリエータークリーム（1週間）を用いるボランティア対象体の結果は、コントロールエクスフォリエータークリーム（加えられた漿果成分なし）と比較して、数日間の使用後皮膚の明らかな軟化および清澄化を示す。実施例9でのように抗菌活性作用を示す。

本発明は、本発明を実施する現在の好ましい態様を含む特定の例に関して記載されているが、当業者は、本発明の精神および範囲内にある上記の実施態様の多数の改変および置換があることを理解するであろう。本発明は、その適用において、本明細書に記載の構成の詳細および構成要素の配置に限定されないと解されるべきである。前述の改変および改良は、本発明の範囲内である。

Claims

抗菌活性を有する生物活性化合物を含む画分に漿果および／または果実材料を変換するための方法であって、漿果または果実およびそれらのいずれかの組合せに由来し、15wt%以下の水分含量を有する、漿果、果実、副産物、側流および廃棄物より選択される少なくとも1つの漿果材料または果実材料を篩い分け、これにより種子画分を皮画分から分離する工程、種子画分にサンディングを施し、ここで2〜40 wt％の種子を除去し、種子の表層を含む種皮画分およびサンディングした種子を含むサンディングした種子画分を得る工程、ならびに漿果が、ルブス属、ソルブス属、ローザ属、エムペトルム属、アロニア属およびヒッポファエ属ならびにそれらの組合せより選択され、果実が、ビチス属、プニカ属、ピュルス属およびマルス属ならびにそれらの組合せより選択される工程を含むことを特徴とする、方法。
漿果材料または果実材料を篩い分けの前に前処理し、該前処理を、熱処理、発酵、酵素処理、圧縮、圧搾、乾燥、粉砕およびそれらの組合せより選択される方法に漿果材料または果実材料を供することにより行うことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
漿果材料または果実材料を乳酸菌を用いて発酵し、好ましくは該乳酸菌が、ラクトコッカス属、ラクトバチルス属、ペディオコッカス属およびオエノコッカス属より選択されることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
漿果材料または果実材料を炭水化物加水分解酵素で処理し、好ましくは該酵素が、セルラーゼ、ペクチナーゼ、キシラナーゼおよびそれらの組合せより選択されることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
篩い分けが、篩い分け装置、空気分級装置、空気ジェット篩い分け装置、スクリーニング装置、ロータリースクリーンまたはスクリーニング装置、好ましくは振動篩い分け装置を用いて行われることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
サンディングを、穀物研磨機、米研磨機、搗精機、デホーラーおよびポリッシャーより選択されるサンディングまたは研磨装置を用いて行うことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
漿果材料または果実材料を、0.1〜10 wt％、好ましくは0.1〜8 wt％の水分含量を有するまで乾燥することを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
漿果材料または果実材料を篩い分け前に、好ましくは、ロール粉砕機、ボール粉砕機、手動式の粉砕機、ニーダーグラインダーおよびそれらの組合せより選択される粉砕機を用いて粉砕することを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
サンディングした種子画分を、セルラーゼ、ペクチナーゼ、キシラナーゼおよびそれらの組合せより選択される酵素で処理し、酵素処理しサンディングした種子画分を得ることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
酵素処理しサンディングした種子画分を、超臨界抽出法または溶媒抽出法またはそれらの組合せを用いる抽出に供することを特徴とする、請求項9に記載の方法。
サンディングした種子画分を挽くことを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
化粧品、衛生用製品、栄養補助食品、食品、食品サプリメント、動物飼料、包装および医薬品における請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法において得られた種皮画分の使用。