JP2018512879A - ナノ粒子、ナノエマルション、及び混合室微粒子化によるそれらの形成 - Google Patents

ナノ粒子、ナノエマルション、及び混合室微粒子化によるそれらの形成 Download PDF

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Abstract

本発明は、20〜180nm又は20〜100nmの粒径を有する脂溶性生理活性材料の、澄んで透明な水性ディスパージョン、それらを調製する方法、特に飲料としての又は飲料中でのそれらの使用、それらに由来する固体粒子、こうしたディスパージョンの調製のための乳化剤の適用性を評価するプロセス/方法に関する。【選択図】図１

Description

本明細書で引用するいずれの文献も、その全てが参照により組み込まれる。
本発明は、約20〜180nm又は約20〜100nmの粒径を有する脂溶性生理活性材料の澄んで透明なディスパージョン、それらを調製する方法、特に飲料としての又は飲料中でのそれらの使用、それらに由来する固体粒子、こうしたディスパージョンの調製のための乳化剤の適用性を評価するプロセス/方法に関する。
機能性食品は、消費者の健康、幸福又は快適さを向上するために生理活性材料(換言すると生理活性化合物)を意図的に食品に添加する、急速に成長する市場である。さらに、飲料は消費者にとって便利な製品であり、非常に一般的な機能性食品の形態である。しかしながら、ほとんどの生理活性材料は疎水性であり、これが飲料中で相分離し、濁度を増加させる傾向がある。すなわち、飲料が「乳濁した」ようなものになり、これは飲料が悪くなったと間違って連想させ、消費者の目には不快である。従って、飲料の外観に影響することなく、多量の生理活性材料を届ける必要がある。通常これは、エマルション(連続水相中の液体疎水性小滴)又はサスペンション(連続水相中の固体疎水性粒子)を作ることにより行われる。そこで、これらの構造は界面活性剤又は乳化剤により安定化される。しかしながら、問題は、これらの構造はあまりに大きいために光を不均一に散乱させ、従って製品を濁って見せることである。
そのため澄んだディスパージョン、特に飲料に対する増加する需要が存在している。しかしながら、脂溶性(すなわち油溶性)生理活性成分を使用する場合、濁った外観を防ぐために非常に小さな粒子又はエマルションを形成する必要がある。この濁った外観は、光が粒子又はエマルションの小滴の表面で散乱するときに生じる。これは、連続相と分散相の屈折率が異なるために起こる。しかしながら、散乱を防ぐ1つの方法が存在し、それは粒子を可視光の波長よりはるかに小さくすることである。これらの小粒子はまだ光を散乱させるが、それらは光を全ての方向に均一に散乱させ、従ってそれらを有効に見えなくさせる。しかしながら、安定なこうしたディスパージョンを作ることは平凡なことではない。さらに、従来技術では、こうしたディスパージョンは、界面活性剤及び疎水性材料を非常に狭いサイズ範囲の非常に小さなミセル(<100nm)に自己集合(self-assemble)させることによって作られる熱力学的に安定な系である、マイクロエマルションを作ることによって調製される。しかしながら、マイクロエマルションの問題は(特許文献１のように)、多量の界面活性剤が必要であり、これらの界面活性剤の多くは食品中で許容されず、味に悪影響を及ぼし、且つ/又は飲料中で発泡を引き起こすことである。さらに、こうしたマイクロエマルションは、熱力学的に安定な系であり、それ自体は、希釈、温度等の条件変化及びレシピの変更に対して非常に敏感である。
特許文献２から、非極性化合物を中間界面活性剤層に捕捉して結合させ、それらを少なくとも部分的に架橋した外側ポリマー保護層で取り囲むことにより、非極性化合物のナノ粒子を調製することが知られている。
特許文献３から、溶媒として水のみを備えるカロテノイドサスペンションを調製することが知られており、小粒径は粉砕によって達成される。濁度は議論されていない。
特許文献４から、水との混合が簡単な混合によって行われる特定のナノ粒子を調製することが知られている。濁度は議論されていない。
特許文献５から、活性成分を有機溶媒に50℃を超える温度で溶解し、特定の膨潤性コロイド乳化剤を使用することより、コロイド的に分散形態にあるカロテノイド及びレチノイドを調製することが知られている。濁度は議論されていない。
それ故に、透明であり、熱力学的に安定化されておらず(すなわち動力学的に安定な)、容易に調製することができ、且つ飲料として又は飲料中で使用することができる、安定な小粒子ディスパージョンを提供する需要が依然として存在している。
国際公開第99/11240号 米国特許出願公開第2010/0112073号明細書 米国特許出願公開第2008/0207775号明細書 米国特許出願公開第2013/0116261号明細書 欧州特許出願公開第0065193号明細書
本発明の目的は、油溶性生理活性材料の、安定で澄んで透明な水性ディスパージョンを提供すること、並びにその調製のための有効な方法を提供することであった。
本発明の別の目的は、ディスパージョンからなる又ディスパージョンを含有する、可能な限り澄んだ、理想的には完全に澄んだ(20未満のNTU-値)飲料を提供すること、及びディスパージョンから作られた固体粒子、及びその調製方法を提供することであった。
ディスパージョンは動力学的に安定であるべきであり、それらはマイクロエマルションに基づくべきではなく、乳化剤は好ましくは天然のものであるべきであることが本発明の目的であった。
本発明の目的は、本発明のディスパージョン、及び本発明によるディスパージョンの調製方法、並びにそれぞれの粒子及びそれらの調合物、及び生成物の使用によって解決された。
用語の定義及び解説
以下の説明は、本発明の一般的な原則を説明する目的でなされ、本明細書で請求する発明概念を限定する意味ではない。さらに、本明細書に記載する特定の特徴は、様々な可能な組み合わせ及び置換のそれぞれにおける、他の記載された特徴と組み合わせて使用することができる。
本明細書中で特に定義しない限り、全ての用語は、明細書から示唆される意味並びに当業者によって理解される意味及び/又は辞書、論文等で定義される意味を含む、可能な限り最も広い解釈を与えられるべきである。
明細書及び添付の特許請求の範囲で使用する場合、単数形「a」、「an」及び「the」は、特に断りのない限り、複数の指示対象を含むことにも留意されたい。
本明細書で使用する場合、「約(about)」という用語は、値と組み合わせる時、特に断りのない限り参照値のプラス及びマイナス10%を指す。例えば、約50℃の温度とは、50℃±5℃の温度を指す等である。
本発明で与えられる量の任意の表示は、特に断りのない限り重量による表示、例えばw/w%値であるとみなされるべきである。
本発明で「室温」という用語は、20℃の温度を意味する意図であり、特に断りの無い限り、温度値は摂氏(℃)の度とみなされる。
本発明では、所与の反応又はプロセス工程は、常圧/大気圧、すなわち1013mbarで行われる。
本発明では、「及び/又は」という用語は、1つ以上の関連する列挙された事項の任意及び全ての組み合せを含む。
本発明では、特に断りの無い限り、1ppmは百万重量部中の1重量部である。
本発明によれば、粒径は動的光散乱によって測定され、好ましくはz-平均サイズとして与えられ、任意の動的光散乱装置、例えばBI-90(Brookhaven Instruments, Blue point Holtsville、New York、USA)により測定することができる。
本発明の目的において、「脂溶性」又は「油溶性」という用語は、クロロホルム、エーテル及び油等の非極性溶媒に可溶であり、室温で水中に1%w/w未満の溶解度を有することを意味する。
本発明によれば、濁度は、任意の標準濁度計、本発明の一実施形態及び実施例では、HACH 2100AN Turbidimeterで測定される、比濁分析濁度単位(nephelometric turbidity unit)であるNTUとして与えられる。
本発明の目的において、透明なディスパージョンは、5ppmの生理活性材料、特にカロテノイドを含有する、20未満のNTU-値を有する水性ディスパージョン、又は100ppmの生理活性材料、特にCLA、フィトステロールもしくはω-3脂肪酸を含有する、20未満のNTU-値を有する水性ディスパージョンとして定義される。
これは、本発明の中で「濁っていない(non-turbid)」という用語が、20未満の濁度値を意味するということである。
本発明の目的において、ディスパージョンの文脈での「安定な」という用語は、少なくとも6〜12ヶ月間の製品の貯蔵中に、室温で粒径の増加及び重力分離(沈降又はクリーミング)がないことを意味する。
β-カロテン100ppm溶液の写真である。
本発明の第1の主題は、油溶性生理活性化合物及び少なくとも1種の乳化剤の、安定で澄んで透明な水性ディスパージョンであって、それらはマイクロエマルションではない。
生理活性化合物を含有する粒子は、20〜180nmの粒径を有する。本発明の変形では、粒子は20〜100nmの粒径を有する。
ディスパージョンは、100ppmの生理活性材料濃度で1〜180のNTU-値を、及び/又は5ppmの生理活性材料濃度で0.01〜20のNTU-値を有する。
これらのディスパージョンでは、生理活性化合物は一般に、任意の油溶性(脂溶性)生理活性材料であることができるが、一実施形態では、ω-3脂肪酸、カロテノイド、ビタミン-A、ビタミン-D、フィトステロール、CLA、動物油及びそれらの混合物からなる群から選択される。
別の実施形態では、
(i)生理活性物は、カロテノイド、特にβ-カロテン、ω-3脂肪酸を含有する油、好ましくは動物油、特に魚油、PUFA、特にCLA、及びフィトステロールからなる群から選択され、
(ii)乳化剤は、サポニン、界面活性タンパク質、好ましくは植物、タンパク質、ゼラチン、ホエータンパク質、ホエータンパク質単離物、カゼインナトリウム及び他の乳タンパク質、大豆タンパク質、ジャガイモタンパク質、ジャガイモタンパク質単離物、並びにそれらの混合物からなる群から選択されるもの、リン脂質、好ましくは植物由来の脂肪酸残基を備えるもの、脂肪酸の単糖モノエステル、好ましくはモノパルミチン酸スクロース、並びにそれらの混合物から選択される群から選択される。
本発明のさらに別の実施形態では、ディスパージョンは、
a)少なくとも1種の生理活性材料及び場合により少なくとも1種の酸化防止剤を、水混和性の有機溶媒、最も好ましくはテトラヒドロフランに溶解することによる、有機相の調製工程、
b)少なくとも1種の乳化剤及び場合により少なくとも1種の酸化防止剤を蒸留水に溶解することによる、水相の調製工程、
c)有機相及び水相を、1:10〜1:30、好ましくは1:15〜1:25、より好ましくは1:17〜1:23の比で、好ましくは0.02〜1.0mmの間、最も好ましくは0.1mmの小さな径を備えるT字型交差パイプ(T-intersection pipe)中で、好ましくは水相が100〜10000m/秒の間で有機相が5〜100m/秒の間、
より好ましくは水相が500〜2000m/秒の間で有機相が25〜75m/秒の間、
最も好ましくは水相が900m/秒で有機相が50m/秒
の高速で、好ましくは各流体の噴流を衝突させることによって、高度に乱流を発生させる手段により、合わせる工程、
d)得られるディスパージョンを回収する工程、
e)場合によりディスパージョンから有機溶媒を除去する工程、
により調製される。
本発明の変形では、水相及び有機相の両方の速度はできるだけ高くすることができ、水相の速度は有機相の速度より速く、実現可能な例は、少なくとも2倍速い、少なくとも3倍速い、少なくとも4倍速い、少なくとも5倍速い、少なくとも6倍速い、少なくとも7倍速い、少なくとも8倍速い、少なくとも9倍速い、少なくとも10倍速い等である。
本発明の別の変形では、水相及び有機相の速度は、ほぼ同じであることができる。
高度に乱流を発生させる手段として、原則として当技術分野で知られる任意の手段を使用することができる。
本発明の一実施形態では、T字型交差パイプが使用される。
いくつかの他の実施形態では、生理活性がカロテノイドである場合、それは異性化助剤、好ましくはMCT油と共に用いることができる。
本発明の第2の基本的主題は、安定で澄んで透明なディスパージョン、特に以上でもしくはさらに以下で説明するもの、又は粒子を調製する方法であって、この方法は、
a)少なくとも1種の生理活性材料及び場合により少なくとも1種の酸化防止剤を、水混和性の有機溶媒、最も好ましくはテトラヒドロフランに溶解することによる有機相の調製工程、
b)少なくとも1種の乳化剤及び場合により少なくとも1種の酸化防止剤を、蒸留水に溶解することによる水相の調製工程、
c)有機相及び水相を、1:10〜1:30、好ましくは1:15〜1:25、より好ましくは1:17〜1:23の比で、小さな径(0.1mm)を備えるT字型交差パイプ中で、高速(水相が900m/sで有機相が50m/s)で好ましくは各流体の噴流を衝突させることによって、高度に乱流を発生させる手段により、合わせる工程、
d)得られるディスパージョンを回収する工程、
e)場合によりディスパージョンから有機溶媒を除去する工程、
を含む。
本発明の一実施形態では、工程c)での流体は、最終混合物が、1〜1000ppmの間、好ましくは50〜200ppmの間、最も好ましくは100ppmのそれぞれの生理活性材料、1〜1000ppmの間、好ましくは25〜100ppmの間、最も好ましくは50ppmのそれぞれの乳化剤、10ppmのdl-α-トコフェロール、200ppmのアスコルビン酸ナトリウム、及び5%の有機溶媒を含有するように合わされる。
本発明のさらなる主題では、上で概説したように調製したディスパージョンから固体粒子を調製する方法であって、ディスパージョンを例えば噴霧乾燥を使用して乾燥して10重量%未満、好ましくは5重量%未満の水分含量を有する乾燥粉末をもたらして、粒子を得る。
本発明の第4の基本的主題は、本発明によるディスパージョン又は本発明の調製方法により調製したディスパージョンの、飲料としての又は飲料中での使用である。
それ故に、本発明の第5の基本的主題は、本発明によるディスパージョン又は本発明の調製方法により調製したディスパージョンを含む又はからなる、調合物、特に飲料である。
本発明の主題は、少なからず、上で説明した方法により調製した固体粒子である。
本発明のアプローチは、様々な生理活性材料及び乳化剤を使用して、簡単且つ反復可能な方法で、澄んだディスパージョン、特に飲料を作ることができるシステムを開発することであった。
本発明の方法では、分散する材料の粒径と共に、ディスパージョン中で5ppm及び100ppmの生理活性材料濃度において、濁度を測定した。
本発明の水混和性有機溶媒は、本質的にいかなる水混和性溶媒であってもよく、好ましくは、10重量%の量で水と混和でき、200℃未満の沸点を示し、且つ/又は10個未満の炭素原子を有するものである。
本発明の一実施形態での水混和性有機溶媒は、アルコール、エーテル、エステル、ケトン、アセタール及びそれらの混合物からなる群から選択される。本発明のさらに別の実施形態では、水混和性溶媒は、エタノール、n-プロパノール、i-プロパノール、1,2-ブタンジオール-1-メチルエーテル、1,2-プロパンジオール-1-n-プロピルエーテル、アセトン、テトラヒドロフラン及びそれらの混合物からなる群から選択される。
最も好ましい水混和性有機溶媒はテトラヒドロフランである。
一実施形態では、本発明のディスパージョンは、1〜150ppm、好ましくは4〜120ppmの濃度で少なくとも1つの分散したカロテノイド、特にβ-カロテンを含む、安定で透明な水性透明ディスパージョンである。一実施形態では、分散したカロテノイド、特にβ-カロテンの濃度は、90〜110ppm、特に100ppmである。別の実施形態では、分散したカロテノイド、特にβ-カロテンの濃度は、3〜7ppm、特に5ppmである。
一実施形態では、本発明のディスパージョンは、1〜150ppm、好ましくは4〜120ppmの濃度で、ω-3脂肪酸を含有する少なくとも1つの分散した油、好ましくは動物油、特に魚油を含む、安定で透明な水性透明ディスパージョンである。一実施形態では、ω-3脂肪酸を含有する分散した油、好ましくは動物油、特に魚油の濃度は、90〜110ppm、特に100ppmである。別の実施形態では、ω-3脂肪酸を含有する分散した油、好ましくは動物油、特に魚油の濃度は、3〜7ppm、特に5ppmである。
一実施形態では、本発明のディスパージョンは、1〜150ppm、好ましくは4〜120ppmの濃度で、少なくとも1つの分散した多価不飽和脂肪酸(PUFA)、特に共役リノール酸(CLA)を含む、安定で透明な水性透明ディスパージョンである。一実施形態では、分散した多価不飽和脂肪酸(PUFA)、特に共役リノール酸(CLA)の濃度は、90〜110ppm、特に100ppmである。別の実施形態では、分散した多価不飽和脂肪酸(PUFA)、特に共役リノール酸(CLA)の濃度は、3〜7ppm、特に5ppmである。
一実施形態では、本発明のディスパージョンは、1〜150ppm、好ましくは4〜120ppmの濃度で、少なくとも1つの分散した植物ステロイド、特にフィトステロールを含む、安定で透明な水性透明ディスパージョンである。一実施形態では、分散した植物ステロイド、特にフィトステロールの濃度は、90〜110ppm、特に100ppmである。別の実施形態では、分散した植物ステロイド、特にフィトステロールの濃度は、3〜7ppm、特に5ppmである。
本発明の文脈において、とりわけ、特に以下の主要な驚くべき有利な効果が見出された:
乳化剤としてのジャガイモタンパク質を伴った全ての生理活性材料について、ナノ粒子及びナノディスパージョンを調製することができた。
高濃度(少なくとも100ppm以下)の生理活性材料を含有する透明で濁らないディスパージョンを、マイクロエマルションを作ることなく調製することができた。この文脈における本発明の利点は、マイクロエマルションが、最終用途において泡を生じ得る非常に高濃度の界面活性剤を必要とし、使用する界面活性剤は消費者の許容性が低いのに対し、この問題が本発明では生じないことにある。
本発明の1つの選択肢では、カロテノイドは、β-カロテン、カンタキサンチン、アスタキサンチン、ルテイン、ゼアキサンチン、β-ゼアカロテン、リコペン、アポカロテナール、ビキシン、パプリカオレオレジン、カプサンチン及びカプソルビン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される。
全てのカロテノイドは、天然又は天然と同一でありうる。天然と同一のカロテンは、天然で見出される天然カロテンと全く同じ化学構造を有する合成カロテンである。
本発明の1つの特に好ましい選択肢では、カロテノイドはβ-カロテンである。
本発明の1つの選択肢では、ω-3脂肪酸を含有する油は、魚油、藻類油、植物油及びそれらの混合物からなる群から選択される。
本発明の1つの特に好ましい選択肢では、動物油は魚油である。
本発明の1つの好ましい選択肢では、PUFAはCLAである。
本発明の1つの選択肢では、植物ステロイドは、フィトステロール、脂肪酸でエステル化されたフィトステロール及びそれらの混合物からなる群から選択される。本発明のいくつかの実施形態の特定の化合物の例は、β-シトステロール、カンペステロール、スチグマステロールである。
本発明の1つの特に好ましい選択肢では、植物ステロイドはフィトステロールである。
本発明では、用いる乳化剤は、天然に存在する又は天然と同一の乳化剤である。本発明の調製物を、食品材料もしくは飲料として又はそれらの中で使用する場合、用いる乳化剤は食品認可されているべきである。
本発明の1つの選択肢では、乳化剤は、
a)両親媒性グリコシド、好ましくはサポニン、
b)表面活性タンパク質、好ましくはホエータンパク質、ホエータンパク質単離物、カゼインナトリウム及び他の乳タンパク質、大豆タンパク質、ジャガイモタンパク質、ジャガイモタンパク質単離物、並びにそれらの混合物からなる群から選択されるもの、
c)リン脂質、好ましくは植物由来の脂肪酸残基を備えるもの、
d)脂肪酸の単糖モノエステル、
並びにそれらの混合物の群から選択される。
本発明の一実施形態の特に好ましい乳化剤は、
a)サポニン、
b)ジャガイモタンパク質及び/又はジャガイモタンパク質単離物、
c)ナタネレシチン、
d)モノパルミチン酸スクロース、
である。
本発明の一実施形態では、a)の例はQ-Naturale 200であり、b)の例はSolanic 306 Pであり、c)の例はLecithin RAP 200であり、d)の例はHabo Monoesterである。
さらに、本発明では、プロセス/ディスパージョンに添加物、特に酸化防止剤を添加することができ、且つ/又は生理活性材料がカロテノイドの場合は油を添加することができる。
有機相での使用に使用できる酸化防止剤は、油溶性のもので、例えば、dl-α-トコフェロール、エトキシキン、ヒンダードフェノール酸化防止剤、例えばt-ブチルヒドロキシトルエン、t-ブチルヒドロキシアニソール、t-ブチルヒドロキシキノン、ビタミン-A、レチノイン酸及びC1〜C20炭素鎖長を備えるそのエステル、ビタミン-D2及びD3、α、β、γ及びδトコフェロール、又は少なくとも2つのトコフェロールを含む混合物、α、β、γ及びδトコトリエノール、又は少なくとも2つのトコトリエノールを含む混合物、少なくとも1つの上記化合物を含む天然抽出物、フェノールジテルペン、例えばカルノソール、カルノシン酸、桂皮酸誘導体、例えば、2-エトキシエチルp-メトキシシンナメート、エチルヘキシルp-メトキシシンナメート、2-エチルヘキシル4-メトキシシンナメート、メチルジイソプロピルシンナメート、イソアミル4-メトキシシンナメート、ジエタノールアミン4-メトキシシンナメートのようなもの、それらそれぞれの誘導体、並びにそれらの混合物からなる群から選択される。
いくつかの油溶性酸化防止剤の市販されている例は、BASF製品の、Tinogard TT、Tinogard HS、LC-gallates、Eugenol、Thymol、Organosolv-Ligninである。
本発明の一実施形態では、油溶性酸化防止剤はdl-α-トコフェロールである。
水相での使用に使用できる水溶性酸化防止剤は、例えば、その化学構造中にフェノール性OH基を含むので酸化防止剤として活性である天然化合物:例えば桂皮酸のヒドロキシ誘導体のようなもの、例えばヒドロキシ桂皮酸、C6-C3骨格を有するポリフェノールの一種であるヒドロキシシンナメート、例えばヒドロキシヒドロシンナメート、カフェイン酸、フェルラ酸、チロソール、ヒドロキシチロソール、桂皮酸、クロロゲン酸、クマリン、クマリン酸、シナピン酸、桂皮酸、チコリン酸、及びC1〜C20を備えるこれらの化合物のいずれかのエステル、上記化合物の少なくとも1つに富む植物抽出物、ロスマリン酸、ヒドロキシチロソール、一般的なスパイスからの抽出物からなる群から選択される。一実施形態では、一般的なスパイスは、ローズマリー、レモンバーム、オレガノ、タイム、ペパーミント、セージもしくは上記化合物の少なくとも1つを含む又はそれに富む類似植物、フラボン、これは5000を超えて存在する天然化合物の一種であり、酸化防止剤として使用されるフラボンは、茶等の植物、又はカテキンもしくはエピカテキンもしくは誘導体を含む又はそれに富む任意の他の植物から抽出されるものであることができ、これらの化合物は、炭水化物でグリコシル化されていてもよく、又はC1-C20の脂肪酸もしくは没食子酸でエステル化されていてもよく、例えば茶、オリーブ、梨、リンゴ等上述の化合物の1つ以上を含む又はそれに富む植物からの抽出物、アスコルビン酸ナトリウム、ポリフェノール、ティーノバ80(Teanova80)、グルタチオン、リポ酸、カテキン、パニカラギン(punicalagin)、キサントン、ベンゾトロポロン(benzotropolones)、好ましくはアスコルビン酸ナトリウム、及びこれらの混合物を含む群から選択される。
本発明の一実施形態では、水溶性酸化防止剤はアスコルビン酸及び/又はアスコルビン酸ナトリウムである。
生物活性物質がカロテノイドである本発明の一実施形態では、カロテノイドは、トリアシルグリセロール油、例えばMCT油(中鎖トリアシルグリセロール)、オリーブ油、トウモロコシ油、ヒマワリ油、ピーナッツ油、大豆油又は他の代替植物油、好ましくはMCT油中で、溶融及び/もしくは溶解し並びに/又はトランスからシスへ異性化しうる。
それ故に、生理活性材料がカロテノイドである場合、本発明のカロテノイド-エマルションは、一実施形態では、MCT油(中鎖トリアシルグリセロール)、オリーブ油、ヒマワリ油、ピーナッツ油、大豆油、及び植物油からなる群から選択されるトリアシルグリセロール油、好ましくはMCT油を、カロテン1部当たり10部までの油、好ましくはカロテン1部当たり1〜4部の油の重量で含む。
本発明で使用するトリアシルグリセロール油は、一実施形態では、グリセロールが脂肪酸にエステル化されているグリセロールのエステルであり、脂肪酸は、4〜22の炭素鎖長、及び任意の炭素位置に二重結合を有することができる。
好ましくはMCT油が使用され、ここでMCTはグリセロールのエステルであり、グリセロールは脂肪酸にエステル化され、脂肪酸は飽和であり6〜10の炭素鎖長、好ましくは8〜10の炭素鎖長を有する。
異性化は、油溶性酸化防止剤の存在下で実施することができる。
使用できる共乳化剤は、特にナタネレシチンとの使用では、糖エステル及び/又は上述した乳化剤である。
一実施形態では、ω-3脂肪酸、カロテノイド、ビタミン-A、ビタミン-D、フィトステロール、CLA及びそれらの混合物からなる群から選択されるものを、生理活性材料として本発明の文脈で用いることができる。
本発明の一実施形態では、本発明のディスパージョン及び/又は粒子は、着色剤、好ましくは天然又は天然に同一の着色剤として使用される。本発明のディスパージョン及び/又は粒子は、ソフトドリンク、フレーバードウォーター、フルーツジュース、パンチ又はこれらの飲料の濃縮形態のような飲料だけでなく、アルコール飲料及びインスタント飲料粉末中の着色剤としても使用することができる。
本発明のディスパージョンは、飲料自体として使用することができる。この実施形態では、香味料、着色料、安定剤等のような、飲料中で通常用いられるさらなる添加剤を添加することができる。
さらなる実施形態では、本発明のディスパージョン及び/又は粒子は、食品及び/又は飼料で使用される。本発明のディスパージョン及び/又は粒子は、アイスクリーム、チーズ、乳飲料又はヨーグルトのような乳製品、豆乳等、菓子製品、ガム、デザート、キャンディー、プディング、ゼリー、インスタントプリン粉末ばかりでなく、スナック、クッキー、ソース、シリアル、サラダドレッシング、スープでも使用することができる。
本発明のディスパージョン及び/又は粒子は、錠剤もしくはカプセル等の医薬製剤、又は化粧品及び皮膚製品でも使用することができる。
本発明の1つの決定的な利点は、この方法が、用いる乳化剤が有能である限り長期の発色(development)なく、安定で透明なディスパージョンを常に与えるであろうことである。
本発明のさらなる利点は、タンパク質を乳化剤/安定剤として使用することができるという事実であり、これはマイクロエマルションプロセスでは不可能である。
本発明の特に好ましい実施形態は、本発明の方法によって調製されたディスパージョン及び/又はナノ粒子であり、ここで、生理活性材料及び乳化剤はそれぞれ以下のように組み合わされ、以下のそれぞれは本発明の特定の実施形態である:
- β-カロテンとキラヤ乳化剤(サポニン)、
- β-カロテンとジャガイモタンパク質単離物、
- β-カロテンとナタネレシチン、
- β-カロテンとモノパルミチン酸スクロース、
- 魚油グリセリドとキラヤ乳化剤(サポニン)、
- 魚油グリセリドとジャガイモタンパク質単離物、
- 魚油グリセリドとナタネレシチン、
- 魚油グリセリドとモノパルミチン酸スクロース、
- 共役リノール酸とキラヤ乳化剤(サポニン)、
- 共役リノール酸とジャガイモタンパク質単離物、
- 共役リノール酸とナタネレシチン、
- 共役リノール酸とモノパルミチン酸スクロース、
- フィトステロールエステルとキラヤ乳化剤(サポニン)、
- フィトステロールエステルとジャガイモタンパク質単離物、
- フィトステロールエステルとナタネレシチン、
- フィトステロールエステルとモノパルミチン酸スクロース。
本発明の変形では、上の1つ以上の特定の組み合せを組み合せる/混合することができる。
本発明の変形は、油溶性生理活性化合物及び少なくとも1種の乳化剤の安定で水性の澄んで透明なディスパージョンであり、それらがマイクロエマルションではない点で特徴付けられ、生理活性化合物を含有する粒子は、20〜180nm又は20〜100nmの粒径を有し、ディスパージョンは100ppmの生理活性材料濃度で1〜180のNTU-値を有し、5ppmの生理活性材料濃度で0.01〜30のNTU-値を有し、生理活性材料及び乳化剤は、β-カロテンとキラヤ乳化剤(サポニン)、β-カロテンとジャガイモタンパク質単離物、β-カロテンとナタネレシチン、β-カロテンとモノパルミチン酸スクロース、魚油グリセリドとキラヤ乳化剤(サポニン)、魚油グリセリドとジャガイモタンパク質単離物、魚油グリセリドとナタネレシチン、魚油グリセリドとモノパルミチン酸スクロース、共役リノール酸とキラヤ乳化剤(サポニン)、共役リノール酸とジャガイモタンパク質単離物、共役リノール酸とナタネレシチン、共役リノール酸とモノパルミチン酸スクロース、フィトステロールエステルとキラヤ乳化剤(サポニン)、フィトステロールエステルとジャガイモタンパク質単離物、フィトステロールエステルとナタネレシチン、フィトステロールエステルとモノパルミチン酸スクロースの組合せ、及びこれらの混合物から選択される。
特に適当な商品は:BASF製Omevital(商標)1812 TG Gold(魚油グリセリド)、BASF製Tonalin(登録商標)TG 80(共役リノール酸)、BASF製Vegapure(登録商標)95E(フィトステロールエステル)、Ingredion製Q-Naturale(登録商標)200(キラヤ乳化剤(サポニン))、Solanic製Solanic(登録商標)306P(ジャガイモタンパク質単離物)、Lecico製Lecitin RAP 200(ナタネレシチン)及びHabo Monoester(モノパルミチン酸スクロース)である。
本発明の一実施形態では、5ppmを含有する水性ディスパージョンは、0〜30NTU、好ましくは0〜25NTU、より好ましくは0〜20NTU、又は特に0.2〜15NTUの濁度値を有する。
本発明のさらなる実施形態では、5ppmの生理活性材料を含有する水性ディスパージョンは、以下からなる群から選択される濁度値を有する:0.32、0.37、0.473、0.49、0.544、0.61、0.76、0.903、1.01、1.06、1.11、1.13、1.36、2.57、3.15、3.19、4.53、4.84、6、7.12、9.96、10.7、11.3及び14.6NTU。本発明の一実施形態では、100ppmを含有する水性ディスパージョンは、1〜180NTU、好ましくは2〜180NTU、より好ましくは4〜180NTUの濁度値を有する。
本発明のさらなる実施形態では、100ppmの生理活性材料を含有する水性ディスパージョンは、以下からなる群から選択される濁度値を有する:4.47、4.98、5.71、6.31、7.03、10.2、13.6、13.8、14.7、16.3、17.8、18.4、18.5、33.6、40.2、42.4、60、61、80.5、84.3、127、134、142及び179NTU。
本発明の好ましい実施形態では、天然の又は天然と同一の、好ましくは天然の成分、特に「GRAS」(一般に安全と認識される)及び/又は食品グレードのものだけを使用する。
さらに、一実施形態では、使用する有機溶媒は、必要に応じて、例えばFDAのような適用可能な規制によって要求されるレベル未満に低減される。
本発明の一実施形態では、乳化剤は単糖エステルではない。
本発明の一実施形態では、全プロセスは、2500バール以下、好ましくは100バール以下、より好ましくは10バール以下、さらにより好ましくは5バール以下の圧力で行われる。
本発明の一実施形態では、全プロセスは、0.2〜5バール(絶対)の間の圧力で行われる。
本発明の一実施形態では、全プロセスは周囲すなわち大気圧で行われる。
一実施形態では、生理活性材料特にカロテノイドを水混和性有機溶媒に溶解させることによる有機相の調製は、-20〜50℃の間、別の実施形態では0〜40℃の間、さらに別の実施形態では10〜30℃の間の温度で行われる。
本発明の一実施形態では、プロセス工程は、大気圧及び10〜30℃の間で行われる。
本発明の一実施形態では、生理活性材料はコロイド状に分散した形態では存在しない。
本発明の一実施形態では、乳化剤を除いて、他のプロセスは同様に行われる。
本発明の一実施形態では、乳化剤は膨潤性コロイドではない。
本発明の様々な実施形態は、従属クレームのものも含めて、任意の所望の様式で互いに組み合わせることができる。
以下、本発明を下記の非限定的実施例により説明する。
実施例では、以下の材料を使用した:
- Delios(中鎖トリグリセリド(MCT)油)(BASFより入手)
生理活性物質として(全てBASFより入手):
- β-カロテン、
- Omevital 1812 TG Gold(魚油)
- Tonalin TG 80(共役リノール酸)
- Vegapure 95E(フィトステロール)
乳化剤として:
(1)Q-Naturale 200(キラヤ乳化剤(サポニン))(Ingredion、Westchester、IL、USAより入手)
(2)Solanic 306P(ジャガイモタンパク質単離物)(Solanic(Veendam Netherlands)より入手)
(3)Lecithin RAP 200(ナタネレシチン)(Lecico (Hamburg、Germany)より入手)
(4)Habo Monoester P 90(モノパルミチン酸スクロース)(Compass Foodsより入手)
水溶液の色強度値(E1/1)は、1%の生理活性ディスパージョンを含有する1cmキュベットを通過する最大吸光度(各生理活性に対して異なる)での光の吸光度として定義される。色強度値(E1/E)を1%未満の低濃度で測定する場合、色強度の測定値は希釈係数により較正しなければならない。
E1/1=(Amax x 20)/(試料重量(g))
実施例では、毎回以下の手順に従った:
有機相は、0.2%のそれぞれの生理活性材料及び0.02%のdl-α-トコフェロールを、テトラヒドロフランに溶解して作った(100g有機相のバッチを使用)。
水相は、0.1%のそれぞれの乳化剤及び0.02%のアスコルビン酸ナトリウムを、蒸留水に溶解して作った(1900g水相のバッチを使用)。
2つの流体(水相及び有機相)を、各流体の噴流を、小さな径(0.1mm)を備えるT字型交差パイプ中で、高速(水相に対して900m/秒、有機相に対して50m/秒)で衝突させることにより合わせた。
2つの噴流が出会うと高度に乱流が発生し、続いてTHFが水相と混合し始めると生理活性が凝集した。
流体は、最終混合物が、100ppmのそれぞれの生理活性材料、50ppmのそれぞれの乳化剤、10ppmのdl-α-トコフェロール、200ppmのアスコルビン酸ナトリウム、及び5%のTHFを含有するように合わされた。
[実施例1〜12]
各実施例1から12において、β-カロテンを生理活性材料として常に使用した。
様々な乳化剤を試験したが、それらのうちの3つをそれぞれの乳化剤種類の代表例として以下に示す。
さらに、β-カロテンを油の存在有無の両方で試験し、β-カロテン粒子(油なし)及びβ-カロテンエマルション(MCT油中)の両方を表す。最後に、加熱の有無で試験を行い、高低両方のトランス含量を備えたβ-カロテンを試験した(表1)。
結果は、本発明の方法を使用することにより、非常な低濁度を有する小粒子を作ることができたことを示している(表1)。全ての実験は、作った溶液が5ppmの場合20NTU未満の濁度を示した。
最も澄んだディスパージョンは約10〜30の濁度を有し、本発明の結果は実質的にそのレベル未満である。例えば、実施例6は20NTU未満の100ppm濁度を有し、よって100ppm溶液は澄んだ外観を有する。
特許文書においてカラー写真は一般に満足な品質で再現しないので、それらはこの優先出願で図1として存在するのみであり、この出願の優先権を主張する出願がいったん公開されると、電子コピーとして電子ファイル閲覧を介して公的に入手可能になる。例えばこの図1は、実施例6の溶液(「039.6」と表示)は実際には澄んだ外観を有している。
結果は、澄んだディスパージョンを作るために選択された全ての乳化剤の種類を使用することができ、添加油が有っても無くても、また加熱が有っても無くても、澄んだディスパージョンを作ることができることを示している。
驚くべきことに、ナタネレシチンは常に最も澄んだ溶液をもたらし、レシチンが一般にあまり良い乳化剤とは考えられていないので、これは興味深い。
[実施例13〜24]
さらなる実験では、魚油、共役リノール酸(CLA)及びフィトステロールの澄んだディスパージョンを作った。
結果は、ディスパージョンは非常に澄んで、β-カロテンディスパージョンより一層澄んでいることを示している。全ての100ppmディスパージョンは15NTU未満、さらにいくつかは5NTU未満である濁度を有した。
これは、マイクロエマルションを作ることなく、こうした澄んだディスパージョンを作った最初のものであった。
さらにこれは、タンパク質により安定化させた、澄んだディスパージョンを作った最初のものでもあった。
このように、本発明の特定のプロセスパラメータを用いることにより、様々な乳化剤を使用して、様々な生理活性化合物を備えた、安定で小さく澄んだディスパージョンを作ることができ、そして作られたことが示された。

Claims (11)

  1. 油溶性生理活性化合物及び少なくとも1種の乳化剤の、安定で澄んで透明な水性ディスパージョンであって、
    - それらがマイクロエマルションではなく、
    - 生理活性化合物を含有する粒子が、20〜180nm又は20〜100nmの粒径を有し、
    - ディスパージョンが、100ppmの生理活性材料濃度で1〜180のNTU-値を有し、且つ/又は
    - ディスパージョンが、5ppmの生理活性材料濃度で0.01〜30のNTU-値を有する
    ことを特徴とする、ディスパージョン。
  2. 生理活性化合物が、ω-3脂肪酸、カロテノイド、ビタミン-A、ビタミン-D、フィトステロール、CLA、動物油及びそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載のディスパージョン。
  3. (i)生理活性物が、カロテノイド、特にβ-カロテン、動物油、特に魚油、PUFA、特にCLA、及びフィトステロールからなる群から選択され、
    (ii)乳化剤が、サポニン、界面活性タンパク質、好ましくは、ゼラチン、ホエータンパク質、ホエータンパク質単離物、カゼインナトリウム及び他の乳タンパク質、大豆タンパク質、ジャガイモタンパク質、ジャガイモタンパク質単離物、並びにそれらの混合物からなる群から選択されるもの、リン脂質、好ましくは植物由来の脂肪酸残基を備えるもの、脂肪酸の単糖モノエステル、好ましくはモノパルミチン酸スクロース、並びにそれらの混合物から選択される群から選択される
    ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のディスパージョン。
  4. a)少なくとも1種の生理活性材料及び場合により少なくとも1種の酸化防止剤を、水混和性の有機溶媒、最も好ましくはテトラヒドロフランに溶解することによる、有機相の調製工程、
    b)少なくとも1種の乳化剤及び場合により少なくとも1種の酸化防止剤を、蒸留水に溶解することによる、水相の調製工程、
    c)有機相及び水相を、1:10〜1:30、好ましくは1:15〜1:25、より好ましくは1:17〜1:23の比で、好ましくは0.02〜1.0mmの間、最も好ましくは0.1mmの小さな径を備えるT字型交差パイプ中で、好ましくは水相が700〜1100m/秒の間、有機相が25〜75m/秒の間、最も好ましくは水相が900m/秒で有機相が50m/秒の高速で、好ましくは各流体の噴流を衝突させることによって、高度に乱流を発生させる手段により、合わせる工程、
    d)得られるディスパージョンを回収する工程、
    e)場合によりディスパージョンから有機溶媒を除去する工程、
    により調製されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のディスパージョン。
  5. 生理活性物が好ましくはカロテノイドである場合、生理活性物が異性化助剤、好ましくはMCT油と共に用いられることを特徴とする、請求項１〜４いずれか一項に記載のディスパージョン。
  6. 安定で澄んで透明なディスパージョン、特に請求項１〜５のいずれか一項に記載のディスパージョン、又は粒子を調製する方法であって、
    a)少なくとも1種の生理活性材料及び場合により少なくとも1種の酸化防止剤を、水混和性の有機溶媒、最も好ましくはテトラヒドロフランに溶解することによる、有機相の調製工程、
    b)少なくとも1種の乳化剤及び場合により少なくとも1種の酸化防止剤を蒸留水に溶解することによる、水相の調製工程、
    c)有機相及び水相を、1:10〜1:30、好ましくは1:15〜1:25、より好ましくは1:17〜1:23の比で、好ましくは小さな径(0.1mm)を備えるT字型交差パイプ中で、高速(水相が900m/s、有機相が50m/s)で各流体の噴流を衝突させることによって、高度に乱流を発生させる手段により、合わせる工程、
    d)得られるディスパージョンを回収する工程、
    e)場合によりディスパージョンから有機溶媒を除去する工程、
    を含むことを特徴とする、方法。
  7. 工程c)での流体が、最終混合物が、1〜1000ppmの間、好ましくは50〜200ppmの間、最も好ましくは100ppmのそれぞれの生理活性材料、1〜1000ppmの間、好ましくは25〜100ppmの間、最も好ましくは50ppmのそれぞれの乳化剤、10ppmのdl-α-トコフェロール、200ppmのアスコルビン酸ナトリウム、及び5%の有機溶媒を含有するように合わされる、請求項６に記載の方法。
  8. 請求項６又は７により調製したディスパージョンから固体粒子を調製する方法であって、ディスパージョンを、好ましくは噴霧乾燥により乾燥して、10重量%未満、好ましくは5重量%未満の水分含量を有する乾燥粉末をもたらし、粒子を得ることを特徴とする、方法。
  9. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のディスパージョン又は請求項6もしくは7により調製したディスパージョンの、飲料としての又は飲料中での使用。
  10. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のディスパージョン又は請求項６もしくは７により調製したディスパージョンを含むか、あるいは請求項１〜５のいずれか一項に記載のディスパージョン又は請求項６もしくは７により調製したディスパージョンからなる、調合物、特に飲料。
  11. 請求項８の方法により調製した、固体粒子。
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