JP2020505907A - ステビアレバウディアナからの食品成分 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、その全体が参照により本明細書に組み入れられる、2016年11月29日に出願された米国特許出願第62/427,539号に対する優先権を主張する。アメリカ合衆国の目的のために、この出願はまた、2016年10月3日に出願された米国特許出願第15/284,265号の一部継続出願であり、これは2015年4月2日に出願された米国特許出願第14/677,538号の継続出願であり、これは現在米国特許第9,456,626号として認められており、これは2013年6月12日に出願された米国特許出願第13/993,415号の継続出願であり、これは現在米国特許第9,029,426号として認められており、これは2011年12月12日に出願された国際出願第PCT/US2011/064343号の米国国内段階出願であり、これは2010年12月20日に出願された米国特許出願第61/424,798号及び2010年12月13日に出願された米国特許出願第61/422,403号に対する優先権を主張し、これらの各出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。本出願はまた、以下の出願のそれぞれを参照によりその全体を援用する:2012年6月22日に出願された米国特許出願第13/530,113号、これは現在米国特許第8,530,527号として認められている;2012年11月6日に出願された米国特許出願第13/580,098号、これは現在米国特許第8,981,081号として認められている;2013年7月16日に出願された米国特許出願第13/943,776号;2013年8月1日に出願された米国特許出願第13/957,098号、これは現在米国特許第9,510,611号として認められている;2014年3月3日に出願された米国特許出願第14/195,812号;及び2015年8月18日に出願された米国特許出願第14/829,127号、これは現在米国特許第9,771,434号として認められている。
本発明では、ステビアレバウディアナ植物材料、特にステビアレバウディアナ植物の葉及び/又は茎を出発材料として使用した。ステビアレバウディアナ植物材料抽出物は、米国特許第7,862,845号(その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。)に記載されている抽出方法、並びに膜濾過、超臨界流体抽出、酵素支援抽出、微生物支援抽出、超音波支援抽出、マイクロ波支援抽出などの任意の方法を使用して得ることができるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、乾燥植物材料は場合により粉砕される。粒径は、約0.1から約20mmの間であり得る。
いくつかの実施形態において、ステビオール配糖体及び「非ステビオール配糖体分子」を含有する濾液は、マクロポーラスポリマー吸着材と接触させる前に、任意選択で前処理される。前記前処理は、例えば、珪藻土、珪藻岩、珪藻土(キーゼルグール)、Celite(登録商標)、ベントナイト、活性炭、任意の食品グレードの濾過助剤、任意の凝集剤、キレート剤、任意の酸、任意の塩基/アルカリ、当技術分野で公知の任意のイオン交換樹脂、又はそれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない群から選択される少なくとも1つの剤によって達成できる。いくつかの実施形態では、前処理は、当技術分野で公知の限外濾過及び/又はナノ濾過及び/又はRO濾過膜システムを介した追加の濾過によって達成することができる。
特定の実施形態では、ステビオール配糖体及び「非ステビオール配糖体分子」を含有する濾液をマクロポーラスポリマー吸着材と接触させる。マクロポーラスポリマー吸着材は、例えば、Amberlite(登録商標)XADシリーズ(Rohm and Haas)、Diaion(登録商標)HPシリーズ(三菱ケミカル株式会社)、Sepabeads(登録商標)SPシリーズ(三菱ケミカル株式会社)、Cangzhou Yuanwei YWDシリーズ(Cangzhou Yuanwei Chemical Co. Ltd.、中国)、又は同等のものなどのステビオール配糖体を吸着することができる任意の中性、酸性又はアルカリ性マクロポーラスポリマー吸着樹脂であり得る。吸着材は、それらの全容量の約75%から約100%までカラムに充填することができる。
テビオール配糖体及び/又は「非ステビオール配糖体分子」を含有する濾液のpHは、さらなる不純物を除去するために調整され得る。一実施形態において、濾液のpHは、例えば、酸化カルシウム又は水酸化カルシウム(濾液の体積から約1.0%)などの塩基でゆっくり撹拌しながら処理することによって、約8.5〜約10.0に調整することができる。
ステビオール配糖体及び/又は「非ステビオール配糖体分子」を含有する濾液は、例えば電気透析、濾過(ナノ又は超濾過)、逆浸透、イオン交換、混床イオン交換又はそのような方法の組み合わせを含む任意の適切な方法による脱イオン化に供することができる。一実施形態では、「非ステビオール配糖体分子」を含有する濾液は、樹脂処理濾液を提供するために1つ以上のイオン交換樹脂での処理によって脱イオン化される。一実施形態では、ステビオール配糖体及び/又は「非ステビオール配糖体分子」を含有する濾液を強酸カチオン交換樹脂に通す。別の実施形態では、ステビオール配糖体及び/又は「非ステビオール配糖体分子」を含有する濾液を弱塩基アニオン交換樹脂に通す。さらに別の実施形態では、ステビオール配糖体及び/又は「非ステビオール配糖体分子」を含有する濾液を強酸カチオン交換樹脂に通し、続いて弱塩基アニオン交換樹脂に通す。さらに別の実施形態では、ステビオール配糖体及び/又は「非ステビオール配糖体分子」を含有する濾液を弱塩基アニオン交換樹脂に通し、続いて強酸カチオン交換樹脂に通す。
ステビオール配糖体及び/又は「非ステビオール配糖体分子」を含有する濾液の脱色は、例えば活性炭との接触などの任意の既知の方法で達成することができる。活性炭の量は、約0.1%(wt/vol)から約0.8%(wt/vol)であり得る。特定の実施形態では、活性炭の量は約0.25%(wt/vol)から約0.30%(wt/vol)である。懸濁液を連続的に撹拌してもよい。処理温度は、例えば約25℃など、約20℃〜約30℃であり得る。処理は、例えば、約20分〜約3時間、約20分〜約2時間、約30分〜1.5時間、又は約1時間〜約1.5時間など、溶出溶液を脱色するのに十分な任意の期間であり得る。処理後、使用済み炭素の分離は、例えば、重力又は吸引濾過、遠心分離又はプレートアンドフレームプレスフィルターなどの任意の既知の分離手段によって行うことができる。
「非ステビオール配糖体分子」を含有する濾液から水又はアルコールは、減圧又は真空ナノ濾過、凍結乾燥、フラッシュ乾燥、噴霧乾燥又はそれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない任意の適切な手段によって除去して、「非ステビオール配糖体分子」を含む濃縮又は乾燥組成物を提供することができる。乾燥組成物は、任意選択で凝集されてもよく、及び/又はコンパクト又は湿式造粒技術によって造粒されてもよい。
本発明の非ステビオール配糖体分子及びNSGCは、ペーパークロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィー、カラムクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー(LC)中圧LC(MPLC)、高速LC(HPLC)、超高速LC(UHPLC)、フラッシュカラムクロマトグラフィー、置換クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、超臨界流体クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィー、吸着クロマトグラフィー、膨張床吸着クロマトグラフィー、逆相クロマトグラフィー、順相クロマトグラフィー、親水性相互作用クロマトグラフィー(HILIC)、疎水性相互作用クロマトグラフィー、二次元クロマトグラフィー、擬似移動床クロマトグラフィー(SMBC)、向流クロマトグラフィー、及びキラルクロマトグラフィー‐分析的、分取的、パイロット的又は工業的規模で行われる、を含む様々なクロマトグラフィー技術を使用して、さらに精製及び分離され得る。
・Agilent 1200シリーズHPLC‐バイナリポンプ、オートサンプラー、カラムオーブン、及びDAD検出器を装備。
・HPLCカラム‐ Poroshell 120SB‐C18、4.6×150mm、2.7μm、40℃。
・注入量‐5μL。
・検出器‐UV 210nm。
・移動相A‐25:75(%v/v)アセトニトリル及び緩衝液(pH2.6の10mmol/Lリン酸ナトリウム緩衝液)。
・移動相B‐32:68(%v/v)アセトニトリル及び緩衝液(pH2.6の10mmol/Lリン酸ナトリウム緩衝液)。
・移動相勾配:
0分‐100%A、0%B
12分‐100%A、0%B
12.5分‐50%A、50%B
13分‐0%A、100%B
40分‐0%A、100%B
・流速‐0.5mL/分。
・実行時間‐45分。
・ポスト時間‐10分。
本発明の非ステビオール配糖体分子及びNSGCは、冷却結晶化、蒸発結晶化、分別結晶化、塩析などを含むがこれらに限定されない様々な結晶化技術を用いてさらに精製及び分離することができる。
他の実施形態では、結晶化溶液のpHは1から12まで変動する。
本発明の非ステビオール配糖体分子又はその誘導体を含むNSGCは、分散液液抽出、直接有機抽出、連続向流抽出、多段連続向流抽出、遠心抽出、水性二相抽出、ポリマー‐ポリマー抽出、ポリマー‐塩抽出などを含むがこれらに限定されない様々な固液抽出及び液液抽出技術を用いてさらに精製及び分離され得る。
本発明の非ステビオール配糖体分子又はその誘導体を含むNSGCは、限外濾過、ナノ濾過、逆浸透、透析、正浸透、電気透析、電気脱イオン化、電気濾過、クロスフロー濾過、接線流濾過、行き止まり濾過、スパイラル膜濾過、中空糸膜濾過、カートリッジ濾過、カスケード膜濾過などを含む様々な膜分離技術を用いてさらに精製及び分離され得る。
本発明の一実施形態は、少なくとも1つの非ステビオール配糖体分子を含むNSGCである。
いくつかの実施形態において、NSGCは甘味を付与する。
NSGCの調製
5キログラムの乾燥ステビアレバウディアナ葉(約8%(w/w)の水分含有量及び約10%(w/w、乾燥基準)の総ステビオール配糖体を有する)を10〜20mm粒子に粉砕した。乾燥した葉材料を抽出タンクに入れ、抽出を100LのRO水を用いて65℃で10分間行った。不溶物を濾去した。黄色がかった濾液を集め、約50L/時の流速で、8.5Lの高分子マクロポーラス吸着材樹脂(YWD‐03、Cangzhou Yuanwei、中国)を充填したカラムに供給した。濾過完了後、カラムをさらに45Lの水で洗浄し、両方の流出液を合した。合わせた溶液を真空下、30℃〜35℃の間の温度で、最終体積10Lまで蒸発させた。
エタノール水溶液によるNSGCの抽出
50kgの乾燥ステビアレバウディアナ葉(約8%(w/w)の水分含有量及び約8.5%(w/w)の総ステビオール配糖体を有する)を10〜20mm粒子に粉砕した。この葉のHPLCアッセイはまた、1.34%のCGA(ネオ‐CGA、n‐CGA及びクリプト‐CGA)、及び1.86%のイソ‐CGA(イソ‐CGA‐B、イソ‐CGA‐A及びイソ‐CGA‐C)を含む約3.2%w/wの総CGA含有量を示す。乾燥した葉材料を抽出タンクに入れ、65℃で30分間、800Lの30%(v/v)エタノールで抽出を行った。混合物を珪藻土800gを通して濾過した。黄色がかった濾液を集め、30℃に冷却した。0.5〜0.8MPaの圧力下、45℃でナノ濾過膜(NF90‐400、ダウケミカルカンパニー、米国)によって濾液からEtOHを除去した。
水によるNSGCの抽出
例2で使用したものと同様の50kgのステビアレバウディアナ乾燥葉材料を抽出タンクに装入し、抽出を90℃で30分間800Lの水で実施した。混合物を珪藻土800gを通して濾過した。黄色がかった濾液を集め、30℃に冷却し、125Lの高分子マクロポーラス吸着材樹脂(YWD‐03、Cangzhou Yuanwei、中国)を充填したカラム中に供給した。その後の工程は、実施例2に記載したものと同様であった。
水によるNSGCの抽出
例2で使用したものと同様の50kgのステビアレバウディアナ乾燥葉材料を抽出タンクに入れ、65℃で30分間800Lの水で抽出を行った。混合物を珪藻土800gを通して濾過した。黄色がかった濾液を集め、30℃に冷却し、125Lの高分子マクロポーラス吸着材樹脂(YWD‐03、Cangzhou Yuanwei、中国)を充填したカラム中に供給した。その後の工程は例2に記載したものと同様であった。
NSGCの精製
例3の乾燥した25%エタノール生成物6グラムを水20mLに溶解した。純粋なエタノール180mLを混合物に加え、室温で1時間撹拌した。得られた懸濁液を濾過し、濾液に活性炭0.72gを添加し、室温でさらに1時間撹拌した。混合物を再度濾過して活性炭を除去した。得られた濾液をロータリーエバポレーターを用いて40℃で濃縮し、40℃の真空オーブン中で乾燥して、3.6gの処理された25%エタノール生成物を得た。処理された25%エタノール生成物は、22.32%w/wの総CGAを含み、これはネオ‐CGA 0.84%、n‐CGA 1.26%、クリプト‐CGA 0.91%、イソ‐CGA B 6.85%、イソ‐CGA‐A 4.99%及びイソ‐CGA‐C 7.48%を含み、並びに23.26%w/wの総ステビオール配糖体を含み、これはレバウジオシドD 2.03%、レバウジオシドA 12.18%、ステビオシド6.70%などを含んでいた。
NSGCの膜精製
例5の処理した25%エタノール生成物1gを100mLのRO水に溶解し、その溶液を20℃で、50mLの透過液が集まるまでSterlitech HP4750高圧撹拌セル濾過システム(Sterlitech Corporation、USA)に供給した。保持液と透過液の両方を凍結乾燥し、HPLCで試験した。
透析濾過工程を有する膜を用いたNSGCの精製
例5の処理した25%エタノール生成物1グラムを100mLのRO水と混合し、GE1000(Sterlitechカタログ番号YMGESP475)を取り付けたSterlitech HP4750高圧撹拌セル濾過システム(Sterlitech Corporation、USA)に、50mLの透過液が集められるまで20℃で、供給した。50mLの透過液を集めた後、50mLのRO水をセルに加え、濾過を繰り返してさらに50mLの透過液を集めた。このプロセスを繰り返して10個の透過液画分を得た。保持液及び透過液を凍結乾燥し、HPLCで試験した。
吸着クロマトグラフィーシステムを用いたNSGCの精製
例4からの10.07gの25%エタノール生成物を含有する100mL水溶液を、室温で約300mL/時の流速で、300mLの高分子マクロポーラス吸着材樹脂(TF3、Cangzhou Yuanwei、中国)を充填したカラムに供給した。装填完了後、カラムをさらに600mLの水で洗浄し、両方の流出液を合わせて貫流生成物として集めた。貫流生成物をナノ濾過膜(NF90‐400、ダウケミカルカンパニー、米国)によって濃縮し、次いで噴霧乾燥機を使用して乾燥させて、27.82%w/w(乾燥基準)の総CGAを含み、これはネオ‐CGA 4.11%、n‐CGA 17.21%、クリプト‐CGA 6.25%、イソ‐CGA‐B 0.04%、イソ‐CGA‐A 0.17%及びイソ‐CGA‐C 0.04%を含み、並びに0.12%w/wの総ステビオール配糖体を含む1.9gの乾燥貫流生成物を得た。
吸着クロマトグラフィーシステムを用いたNSGCの精製
例4からの9.0gの25%‐エタノール生成物を含有する100mL水溶液を、室温で約300ml/時の流速で、300mLの高分子マクロポーラス吸着材樹脂(TF3、Cangzhou Yanewei、中国)を充填したカラムに供給した。装填完了後、カラムをさらに900mLの水で洗浄し、両方の流出液を合わせて貫流生成物として集めた。生成物をナノ濾過膜(NF90‐400、ダウケミカルカンパニー、米国)を用いて濃縮し、次いで噴霧乾燥して、31.27%w/w(乾燥基準)の総CGAを含み、これはネオ‐CGA 4.19%、n‐CGA 19.35%、クリプト‐CGA 7.10%、イソ‐CGA‐B 0.11%、イソ‐CGA‐A 0.43%及びイソ‐CGA‐C 0.10%を含み、並びに0.01%w/wの総ステビオール配糖体を含む1.51gの乾燥貫流生成物を得た。
吸着クロマトグラフィーシステムを用いたNSGCの精製
例4からの25%エタノール生成物9.0gを含有する100mL水溶液を、室温で約300ml/時の流速で、300mLの高分子マクロポーラス吸着材樹脂(TF3、Cangzhou Yuanwei、中国)を充填したカラムに供給した。装填完了後、カラムをさらに600mLの水で洗浄し、両方の流出液を合わせて貫流生成物として収集した。貫流生成物をナノ濾過膜(NF90‐400、ダウケミカルカンパニー、米国)を使用することによって濃縮し、次いで乾燥させて、18.04%w/w(乾燥基準)の総CGAを含み、これはネオ‐CGA 2.12%、n‐CGA 13.40%、クリプト‐CGA 2.47%、イソ‐CGA‐A 0.04%及びイソ‐CGA‐C 0.01%を含み、並びに0.74%w/wの総ステビオール配糖体を含む1.45gの乾燥貫流生成物を得た。
吸着クロマトグラフィーシステムを用いたNSGCの精製
例4からの25%エタノール生成物の500mg/L水溶液を、室温で約150mL/時の流速で、150mLの高分子マクロポーラス吸着材樹脂(TF3、Cangzhou Yanewei、中国)を充填したカラムに供給した。流出液を集め、その甘さを官能的方法により定期的に分析した。甘味が流出液中に検出されたときに供給を停止した。流出液を合わせ、濃縮し、次いで噴霧乾燥機を使用して乾燥して、21.65%w/w(乾燥基準)の総CGAを含み、これはネオ‐CGA 1.37%、n‐CGA 5.42%、クリプト‐CGA 1.97%、イソ‐CGA‐B 1.90%、イソ‐CGA‐A 6.12%及びイソ‐CGA‐C 4.87%を含み、並びに0.42%w/wの総ステビオール配糖体を含有する流出液生成物を得た。
結晶化を用いたNSGCの精製
例3の1グラムの乾燥した25%エタノール生成物を20mLの水に溶解した。100mgのCa(OH)2を添加し、沈殿物が形成されるまで混合物を1時間保持した。得られた懸濁液を濾過し、沈殿物を水に再懸濁し、溶解するまで酢酸で滴定し、100mLの高分子マクロポーラス吸着材樹脂(YWD‐03、Cangzhou Yuanwei、中国)を充填したカラムに供給した。その後の工程は例2に記載したものと同様であった。
NSGCを含む消費財
炭酸飲料サンプルを表5に示す配合に従って調製した。
新規NSGCを含む消費財
チョコレートサンプルを表7の配合に従って調製した。
Claims (4)
- 以下のステップを含む、非ステビオール配糖体組成物の製造方法。
a.ステビアレバウディアナ(Stevia rebaudiana)植物材料を提供するステップ;
b.抽出溶媒を用意するステップ;
c.ステビアレバウディアナ植物材料及び抽出溶媒を混合してステビア植物材料及び溶媒混合物を得るステップ;
d.ステビア植物材料及び溶媒混合物を分離して、ステビオール配糖体分子及び非ステビオール配糖体分子を含む濾液を得るステップ;
e.濾液からステビオール配糖体分子を単離又は分離して、非ステビオール配糖体組成物を得るステップ、
ここで、得られた非ステビオール配糖体組成物が、フェノール化合物、ポリフェノール、フラボノイド、キナ酸及びコーヒー酸及びそれらの誘導体、ネオクロロゲン酸(ネオ‐CGA;5‐O‐カフェオイルキナ酸又は5‐CQA)、クリプトクロロゲン酸(クリプトCGA;4‐O‐カフェオイルキナ酸又は4‐CQA)、n‐クロロゲン酸(n‐CGA;3‐O‐カフェオイルキナ酸又は3‐CQA)、イソクロロゲン酸A(イソ‐CGA A;3,5‐ジカフェオイルキナ酸)イソ‐クロロゲン酸B(イソ‐CGA B;3,4‐ジカフェオイルキナ酸)、イソ‐クロロゲン酸C(イソ‐CGA C;4,5‐ジカフェオイルキナ酸)、当分野で知られている他のクロロゲン酸及びイソクロロゲン酸、レチノイド、顔料、多糖類、オリゴ糖、二糖類、単糖類、揮発性油成分、ステロール、テルペノイド、セスキテルペノイド、ジテルペン、トリテルペン、クマリン、脂肪酸及びそれらの誘導体、アミノ酸とその誘導体、ジペプチド、オリゴペプチド、ポリペプチド、タンパク質、アウストロイヌリン、ケルセチン、ステレビン、スパチュレノール、デカン酸、8,11,14‐エコサトリエン酸、2‐メチルオクタデカン、ペンタコサン、オクタコサン、スチグマステロール、ブシステロール、α‐及びβ‐アミリン、ルペオール、酢酸β‐アミリン、五環式トリテルペン及び/又はグリコシド及びそれらの組み合わせから選択される少なくとも1種の非ステビオール配糖体分子を含む。 - 請求項1に記載の非ステビオール配糖体組成物。
- 請求項1に記載の非ステビオール配糖体組成物を含む消費材。
- 請求項1に記載の非ステビオール配糖体組成物を消費財に添加するステップを含む、消費財の製造方法。
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