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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ナウィ、カイルール ニザーム、ビン
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Abstract

本発明は、ステビアレバウディアナ(Stevia rebaudiana)植物から食品成分を製造する方法、並びに食品、飲料及び他の消費財におけるそれらの使用に関する。得られた組成物は、風味剤、甘味剤、酸化防止剤、及び他の機能性成分として有用である。

Description

関連出願
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。
本発明は、ステビアレバウディアナ(Stevia rebaudiana)植物から食品成分を製造する方法、並びに食品、飲料及び他の消費財におけるそれらの使用に関する。
高強度甘味料は、スクロースの甘味度を何度も超える甘味度を有する。それらは本質的にノンカロリーで、ダイエットや低カロリー食品の製造に広く使われている。スクロース、フルクトース、及びグルコースなどの天然カロリー甘味料は消費者に最も望ましい味を提供するが、それらは高いカロリー値を有する。高強度甘味料は血糖値に影響を与えず、栄養価をほとんど又はまったく提供しない。
ステビアレバウディアナ ベルトーニ(Stevia rebaudiana Bertoni)は南アメリカの特定地域に生息するキク科(Asteraceae)(キク科(Compositae))の多年生低木である。植物の葉には10〜20%のジテルペン配糖体が含まれており、これは砂糖の150〜450倍甘い。葉はパラグアイとブラジルで伝統的に地元のお茶や薬を甘くするために何百年もの間使われてきた。
現在、重要な甘味特性を持つ230以上のステビア種がある。植物は、その本来の亜熱帯から寒い北半球の緯度まで、広範囲の条件下でうまく育てられてきた。
ステビアレバウディアナ植物の抽出物は、単一の塩基‐ステビオール‐を有し、位置C13及びC19における炭水化物残基の存在によって異なる、様々な甘いジテルペン配糖体の混合物を含む。これらの配糖体(グリコシド)はステビアの葉に蓄積し、総乾燥重量の約10%‐20%を占める。典型的には、乾燥重量基準で、ステビアの葉に見出される4つの主要な配糖体は、ズルコシドA(0.3%)、レバウジオシドC(0.6‐1.0%)、レバウジオシドA(3.8%)及びステビオシド(9.1%)である。ステビア抽出物中に同定された他の配糖体には、レバウジオシドB、C、D、E、及びF、ステビオールビオシド及びルブソシドが含まれる。
ステビオール配糖体はカロリーがゼロで、砂糖が使用されているところならどこでも使用できる。それらは糖尿病及び低カロリー食事療法にとって理想的である。
他方、ステビオール配糖体と共に製造の過程において、ステビア植物の他の成分も大量に水で抽出されることに注意しなければならない。これらの他の成分は主に下流工程で分離され、環境中に廃棄される。
ステビアレバウディアナ植物のこれらの他の成分についてはほとんど知られていない。フェノール化合物、遊離アミノ酸などを報告した著者はほとんどいないが、それらの成分の同一性についての情報は乏しいままであり、食品、飲料及び他の消費財におけるそれらの可能な用途は記載されていない(Karakoese et al、2011、2015;Woelwer‐Rieck、2012;Periche et al、2014)。
ステビア植物の他の抽出成分を任意の食品成分に加工することに関する今日までの報告はない。したがって、大規模に達成されれば、これはステビア植物全体を食物連鎖に含める機会を提供し、実質的に無駄のないステビア加工を生み出すことができるので、著しい経済的及び環境的利益を提供することができる。
したがって、ステビアレバウディアナの植物からそれらの成分を効果的に分離し、それらを異なる消費財の原料として使用する方法を開発する必要がある。
本発明は、既存のステビア工業用処理スキームの欠点を克服することを目的としている。本発明は、ステビアレバウディアナ植物から食品成分を製造するための方法、及び食品及び飲料を含む様々な消費財におけるその使用を記載する。
本発明は、一部、ステビアレバウディアナ植物由来のフェノール類及び他の非ステビオール配糖体化合物を含む組成物に関する。
以下、「ステビオール配糖体」という用語は、ステビアレバウディアナに天然に存在するステビオール配糖体を意味し、ステビオールモノシド、ステビオールビオシド、ルブソシド、ズルコシドB、ズルコシドA、レバウジオシドB、レバウジオシドG、ステビオシド、レバウジオシドC、レバウジオシドF、レバウジオシドA、レバウジオシドI、レバウジオシドE、レバウジオシドH、レバウジオシドL、レバウジオシドK、レバウジオシドJ、レバウジオシドM、レバウジオシドD、レバウジオシドN、レバウジオシドO、及びそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。
以下、「RebA」、「RebB」、「RebC」、「RebD」、「RebE」、「RebF」、「RebM」、「RebN」、及び「RebO」という用語は、レバウジオシドA、B、C、D、E、F、M、N、及びOを指す。
以下、用語「Stev」、「Sbio」、「DulA」、「Rub」は、ステビオシド、ステビオールビオシド、ズルコシドA及びルブソシドを指す。
以下、「TSG含有量」という用語は総ステビオール配糖体(TSG)含有量を意味し、それはレバウジオシドA、レバウジオシドB、レバウジオシドC、レバウジオシドD、レバウジオシドE、レバウジオシドF、レバウジオシドM、レバウジオシドN、レバウジオシドO、ステビオシド、ステビオールビオシド、ズルコシドA及びルブソシドの濃度の合計(wt/wt乾燥基準)として計算される。
以後、用語「CGA」は、植物中に天然に存在するクロロゲン酸類及びそれらの誘導体を意味し、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)、及びそれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない。
以下、「TCGA含有量」という用語は、総クロロゲン酸類(TCGA)含有量を意味し、それは、ネオ‐CGA、クリプト‐CGA、n‐CGA、イソ‐CGA A、イソ‐CGA B及びイソ‐CGA Cの濃度の合計(wt/wt乾燥基準)として計算される。
本発明では、ステビアレバウディアナ植物材料、特に葉及び/又は茎を出発材料として使用した。
植物材料を水又は水性アルコール溶媒を用いて抽出した。
得られた水又は水性アルコール抽出物をさらに処理してステビオール配糖体画分を分離した。残りの画分は「非ステビオール配糖体組成物」(NSGC)と命名された。これは、ステビアレバウディアナ植物の水又はアルコール水溶液抽出物に存在する、ステビオール配糖体以外の化合物(以下「非ステビオール配糖体分子」)を主に含む組成物を意味する。「非ステビオール配糖体分子」の非限定的な例としては、フェノール化合物、ポリフェノール、フラボノイド、キナ酸及びカフェ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)、他のクロロゲン酸及び当業界で知られているイソクロロゲン酸、レチノイド、顔料、多糖類、オリゴ糖類、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、アミノ酸及びそれらの誘導体、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‐エイコサトリエン酸(8,11,14-ecosatrienoic acid)、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、β‐シトステロール(bsitosterol)、α‐及びβ‐アミリン、ルペオール、β‐アミリンアセテート、五環式トリテルペン及び/又はそれらの配糖体を含む。
本発明のいくつかの実施形態において調製され、NSGCと呼ばれる組成物はまた、いくつかの残存量のステビオール配糖体を含有してもよい。
いくつかのNSGCは、他のNSGCを得るために当技術分野で知られている任意の食品成分加工方法によってさらに精製する及び/又は他の処理をすることができる。
本発明のNSGCは、フレーバー、フレーバー改質剤、フレーバーエンハンサー、甘味料、保存料、抗酸化剤、乳化剤、テクスチャー化剤、増量剤、安定化剤、可溶化剤及び他の食品成分として様々な消費財、食品及び飲料に適用できる。
前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明は両方とも例示的かつ説明的であり、特許請求の範囲に記載されている本発明のさらなる説明を提供することを意図していることを理解されたい。
添付の図面は、本発明のさらなる理解を提供するために含まれる。図面は、本発明の実施形態を示しており、その説明と共に、本発明の実施形態の原理を説明するのに役立つ。
図1はいくつかのCGAの構造を示す。 図2は、ステビアレバウディアナCGAのHPLCクロマトグラムを示す。
本発明の利点は、以下の詳細な説明からさらに明らかになるであろう。しかしながら、この詳細な説明から、本発明の精神及び範囲内の様々な変更及び修正が当業者には明らかとなるであろうから、詳細な説明及び具体例は、本発明の好ましい実施形態を示しているが、例示としてのみ与えられていることが理解されるべきである。
当業者はまた、以下に記載されるさらなるプロセスステップのうちの1つ以上が省略され得ることを認識するであろう。当業者はまた、以下に記載されるプロセスが記載されたステップの特定の順序を想定するが、この順序はいくつかの場合において変更され得ることを理解するであろう。
抽出
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。
一実施形態では、ステビアレバウディアナ植物材料(例えば、葉)は、約5%〜約15%の水分含有量に達するまで、約20℃〜約100℃の温度で乾燥することができる。特定の実施形態において、植物材料は、約1から約240時間の間、約20℃から約60℃の間で乾燥させることができる。
他の特定の実施形態では、植物材料は、分解を防ぐために約20℃から約35℃の間の温度で乾燥させることができる。
いくつかの実施形態では、ステビアレバウディアナ植物材料は、真空下又は減圧下で乾燥させることができる。
いくつかの実施形態では、ステビアレバウディアナ植物材料は、Nなどの不活性ガスの存在下で乾燥させることができる。
いくつかの実施形態では、ステビアレバウディアナ植物材料は凍結乾燥されてもよい。
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。
植物材料(粉砕又は未粉砕)は、例えば、連続又はバッチ還流抽出、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、マイクロ波抽出などの任意の適切な抽出プロセスによって抽出することができる。抽出に使用される溶媒は、例えば極性有機溶媒(脱気、減圧、加圧又は蒸留)、非極性有機溶媒、水(脱気、減圧、加圧、脱イオン、蒸留、炭素処理又は逆浸透)又はそれらの混合物などの任意の適切な溶媒であり得る。特定の実施形態では、溶媒は水と1以上のアルコールを含む。他の実施形態では、溶媒は水である。他の実施形態では、溶媒は1つ以上のアルコールである。アルコールは、例えば、メタノール、エタノール、n‐プロパノール、2‐プロパノール、1‐ブタノール、2‐ブタノール及びそれらの混合物から選択することができる。
特定の実施形態では、植物材料は連続還流抽出器中で水で抽出される。当業者は、抽出溶媒対植物材料の比が溶媒の種類及び抽出されるべき植物材料の量に基づいて変化することを認識するであろう。一般に、抽出溶媒対乾燥植物材料1キログラムの比は、約1キログラムの葉に対して約20リットル〜約25リットルである。
抽出溶媒のpHは、約pH2.0〜約7.0、例えば約pH2.0〜約pH5.0、約pH2.0〜約pH4.0、又は約pH2.0〜約pH3.0であり得る。特定の実施形態では、抽出溶媒は水性であり、例えば、pH約2.0〜約7.0、例えば約pH2.0〜約pH5.0、約pH2.0〜約pH4.0、又は約pH2.0〜約pH3.0の間のpHを提供する量の水、及び任意に酸及び/又は塩基である。例えば、HCl、NaOH、クエン酸などのような任意の適切な酸又は塩基を使用して、抽出溶媒に所望のpHを提供することができる。
抽出は、約25℃〜約100℃、例えば約30℃〜約80℃、約35℃〜約75℃、約40℃〜約70℃、約45℃〜約65℃、又は約50℃〜約60℃の温度で実施することができる。
抽出プロセスがバッチ抽出プロセスである実施形態では、抽出期間は、約0.5時間から約24時間、例えば、約1時間から約12時間、約1時間から約8時間、又は、約1時間から約6時間の範囲であり得る。
抽出プロセスが連続プロセスである実施形態では、抽出期間は約1時間から約5時間、例えば約2.5時間から約3時間の範囲であり得る。
抽出後、不溶性植物材料を濾過により溶液から分離して、「非ステビオール配糖体分子」として上述したステビオール配糖体及び他の分子を含有する濾液を得ることができる。この固液分離は、重力濾過、プレート‐アンド‐フレームフィルタープレス、クロスフローフィルター、スクリーンフィルター、ヌッチェフィルター、ベルトフィルター、セラミックフィルター、メンブランフィルター、マイクロフィルター、ナノフィルター、限外濾過又は遠心分離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達成することができる。珪藻土、ベントナイト、ゼオライトなどのような場合により様々な濾過助剤もこの方法で使用することができる。
ステビオール配糖体と「非ステビオール配糖体分子」を含む濾液の前処理
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。
ステビオール配糖体の吸着
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。
ステビオール配糖体及びいくつかの「非ステビオール配糖体分子」はマクロポーラスポリマー吸着材によって吸着されるが、他の「非ステビオール配糖体分子」は吸着されず、流出液中でカラムを通過する。
マクロポーラス吸着樹脂は、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」が濃縮された様々な溶出画分を得るために、様々な濃度のエタノール水溶液によって溶出され得る。
いくつかの実施形態において、マクロポーラス吸着樹脂は、溶出溶媒のpHを変えることによって溶出され得る。
不純物の任意沈殿
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。
上記のように、濾液を塩基で処理すると懸濁液が得られ、そのpHは任意の適切な凝集/凝固剤で処理することにより約3.0〜約4.0に調整することができる。適切な凝集/凝固剤には、例えば、カリウムミョウバン、硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、CO、HPO、P、MgO、SO、アニオン性ポリアクリルアミド、長鎖脂肪酸置換基を有する四級アンモニウム化合物、ベントナイト、珪藻土、KemTab Sepシリーズ、Superflocシリーズ、KemTab Floteシリーズ、Kemtalo Melシリーズ、Midland PCS‐3000、Magnafloc LT‐26、Zuclar 100、Prastal 2935、Talofloc、Magox、鉄塩又はそれらの組み合わせが含まれる。例示的な鉄塩としては、FeSO、FeCl、Fe(NO、Fe(SO、FeCl、及びそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。特定の実施形態では、第二鉄塩はFeClである。濾液は、約5分〜約1時間、例えば、約5分〜約30分、約10分〜約20分、又は約10分〜約15分の間、凝集/凝固剤で処理することができる。攪拌又はゆっくりした攪拌もまた処理を容易にするために使用することができる。場合により、得られた混合物のpHは、次いで、例えば、酸化カルシウム又は水酸化ナトリウムのような塩基を用いて約8.5〜約9.0の間に調整することができる。塩基による、及び場合によっては攪拌しながらの処理の期間は、約5分〜約1時間、例えば、約10分〜約50分、約15分〜約45分、約20分〜約40分又は約25分〜約35分である。特定の実施形態では、塩基はゆっくり撹拌しながら約15〜約40分間使用される酸化カルシウムである。
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」を含有する濾液を少なくとも1種のアルコールと混合していくつかの不純物を沈殿させることができる。
沈殿した化合物及び不溶性粒子を濾液から分離して「非ステビオール配糖体分子」を含む組成物を得る。沈殿物の分離は、重力濾過、プレートアンドフレームフィルタープレス、クロスフローフィルター、スクリーンフィルター、ヌッチェフィルター、ベルトフィルター、セラミックフィルター、メンブランフィルター、マイクロフィルター、ナノフィルター、限外濾過又は遠心分離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達成され得る。珪藻土、ベントナイト、ゼオライトなどのような任意の様々な濾過助剤をこの方法で使用することができる。
脱イオン
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。
カチオン交換樹脂は、官能基が例えばスルホン酸である任意の強酸カチオン交換体であり得る。適切な強酸カチオン交換樹脂は当技術分野において公知であり、これには、限定はされないが、Rohm&Haas Amberlite(登録商標)10FPC22H樹脂(これはスルホン化ジビニルベンゼンスチレンコポリマーである)、Dow Chemical Companyから入手可能なDowex(登録商標)イオン交換樹脂、Serva Electrophoresis GmbHから入手可能な15Serdolit(登録商標)イオン交換樹脂、Qualichem、Inc.から入手可能なT42強酸性カチオン交換樹脂及びA23強塩基‐イオン交換樹脂、並びにLanxessから入手可能なLewatit強イオン交換樹脂が含まれる。特定の実施形態では、強酸カチオン交換樹脂はAmberlite(登録商標)10FPC22H樹脂(H+)である。当業者に知られているように、本発明の実施形態と共に使用するための他の適切な強酸カチオン交換樹脂は市販されている。
アニオン交換樹脂は、官能基が、例えば、三級アミンである任意の弱塩基アニオン交換体であり得る。適切な弱塩基アニオン交換樹脂は当技術分野において公知であり、これらに限定されないが、Amberlite‐FPA53(OH‐)、Amberlite IRA‐67、Amberlite IRA‐95、Dowex 67、Dowex 77及びDiaion WA 30などの樹脂が挙げられ、使用され得る。特定の実施形態では、強酸カチオン交換樹脂はAmberlite‐FPA53(OH−)樹脂である。当業者に知られているように、本発明の実施形態と共に使用するための他の適切な弱塩基アニオン交換樹脂は市販されている。
特定の実施形態では、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、例えば、Amberlite(登録商標)10FPC22H樹脂(H+)、続いて弱塩基アニオン交換樹脂、例えばAmberlite‐FPA53(OH−)に通して、樹脂処理濾液を得る。1つ以上のイオン交換カラムを通る比速度(SV)は、約0.01〜約5時間−1、例えば、約0.05〜約4時間−1、約1〜約3時間−1又は約2〜約3時間−1の間であり得る。特定の実施形態では、1つ以上のイオン交換カラムを通る比速度は約0.8時間−1である。ステビオール配糖体を含有する第2の濾液を1つ以上のイオン交換カラムに通過させた後、その1つ以上のイオン交換カラムを水、好ましくは逆浸透(RO)水で洗浄する。水洗から得られた溶液と樹脂処理された濾液とは、マルチカラム工程に進む前に混合することができる。
脱色
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。
あるいは、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、活性炭を充填したカラムに通過させることができる。
炭素又は他の脱色剤での処理は脱色効果をもたらすだけでなく、味、風味、芳香及び他の官能特性の改善ももたらし得ることもまた理解されるべきである。
濃縮及び/又は乾燥
「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。
クロマトグラフィー
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。
一実施形態では、吸着樹脂を充填したカラムを含むクロマトグラフィーシステムを使用し、濃度勾配を増加させながらアルコール(例えばエタノール)溶媒を適用することによって溶出を達成し、ステビオール配糖体又は「非ステビオール配糖体分子」のいずれかが濃縮された画分を分離する。
他の実施形態では、イオン交換樹脂を充填したカラムを含むクロマトグラフィーシステムを使用し、酸性又はアルカリ性溶媒を適用することによって溶出を達成し、ステビオール配糖体又は「非ステビオール配糖体分子」のいずれかで濃縮した画分を分離する。
別の実施形態では、参照としてその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第8,981,081号に記載されているものと同様に、吸着及び/又はイオン交換樹脂を充填した複数の連続接続カラムを含むクロマトグラフィーシステムが使用される。
さらに別の実施形態では、分離は以下の構成を有するHPLCシステムによって行われる。
・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。
結晶化
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。
いくつかの実施形態において、結晶化は、0.1%から99%(w/w)の範囲の濃度で行われ得る。
いくつかの実施形態では、結晶化は、水、エタノール、メタノール、n‐プロパノール、イソプロパノール、n‐ブタノール、クロロホルム、トルエン、ベンゼン、キシレン、四塩化炭素、シクロヘキサン、1,2‐ジクロロエタン、ジクロロメタン、ジエチルエーテル、ジメチルホルムアミド、酢酸エチル、ヘプタン、ヘキサン、メチル‐tert‐ブチルエーテル、ペンタン、2,2,4‐トリメチルペンタン、アセトン、テトラヒドロフラン、ギ酸、酢酸、及びそれらの組み合わせを含む群から選択される少なくとも1つの溶媒を含む溶媒から行われる。
さらに別の実施形態では、結晶化は、塩基、アルカリ、塩、酸、又は非ステビオール配糖体分子の溶解性の低い誘導体を形成することができる任意の他の薬剤を添加することによって達成され、ここでさらなるプロセスは誘導体化された非ステビオール配糖体分子を元の状態に戻すためのステップを含むことができる。
他の実施形態では、結晶化温度は−20℃から80℃まで変動し得る。いくつかの実施形態では、温度の上昇及び/又は下降は勾配法によって行われてもよい。
他の実施形態では、結晶化に使用される溶媒又は溶媒混合物の極性は、無極性から極性まで様々である。誘電率が1〜88の範囲の溶媒を含む。
いくつかの実施形態では、結晶化溶液のイオン強度は0mol/Lから20mol/Lの範囲である。
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。
液液及び固液抽出
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。
適切な溶媒としては、水、並びにエタノール、メタノール、n‐プロパノール、イソプロパノール、n‐ブタノール、クロロホルム、トルエン、ベンゼン、キシレン、四塩化炭素、シクロヘキサン、1,2‐ジクロロエタン、ジクロロメタン、ジエチルエーテル、ジメチルホルムアミド、酢酸エチル、ヘプタン、ヘキサン、メチル‐tert‐ブチルエーテル、ペンタン、2,2,4‐トリメチルペンタン、アセトン、テトラヒドロフラン、ギ酸、酢酸、及びそれらの組み合わせを含む群から選択される有機溶媒が挙げられる。
膜分離
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。
NSGCとの消費財
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。
一実施形態では、本発明は、NSGCを含む甘味料組成物である。
別の実施形態では、本発明は、抗酸化剤、食物繊維、脂肪酸、ビタミン、ミネラル、保存料、水和剤、プロバイオティクス、プレバイオティクス、体重管理剤、骨粗鬆症管理剤、植物性エストロゲン、長鎖第一級脂肪族飽和アルコール、フィトステロール及びそれらの組み合わせの供給源として消費財において使用されるNSGCである。
別の実施形態では、本発明は、NSGCを含む風味増強組成物であり、ここでNSGCは、風味増強組成物を消費財に添加したときにNSGCの閾値風味認識レベル以下の濃度を提供するのに有効な量で存在する。特定の実施形態では、NSGCは、風味増強組成物を消費財に添加したときにNSGCの閾値風味認識レベル未満の濃度を提供するのに有効な量で存在する。一実施形態では、NSGCは、風味増強組成物が消費財に添加されるとき、NSGCの閾値風味認識レベルを下回り、少なくとも約1%、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約15%、少なくとも約20%、又は少なくとも約25%の濃度をもたらすのに有効な量で存在する。
さらに別の実施形態では、本発明は、NSGCを含む甘味増強組成物であって、NSGCが消費財に添加されるとき、NSGCの閾値甘味認識レベル以下の濃度を提供するのに有効な量で存在する。特定の実施形態では、NSGCは、甘味増強組成物が消費財に添加されたときにNSGCの閾値甘味認識レベル未満の濃度を提供するのに有効な量で存在する。一実施形態では、NSGCは、甘味増強組成物が消費財に添加されるとき、NSGCの閾値甘味認識レベルを下回り、少なくとも約1%、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約15%、少なくとも約20%、又は少なくとも約25%の濃度をもたらすのに有効な量で存在する。
さらに別の実施形態では、本発明はNSGCを含む消費財である。適切な消費財には、それだけに限らないが、例えば、医薬組成物、食用ゲル混合物及び組成物、歯科用組成物、食品、飲料及び飲料製品などの液体ベース又は乾燥の消費財が挙げられる。
特定の実施形態では、本発明はNSGCを含む飲料である。特定の実施形態では、NSGCは、NSGCの閾値甘味認識濃度より高い濃度、閾値甘味認識濃度での濃度、又は閾値甘味認識濃度より低い濃度で、飲料中に存在する。
別の特定の実施形態では、本発明はNSGCを含む飲料製品である。特定の実施形態では、NSGCは、NSGCの閾値風味認識濃度より高い濃度、閾値風味認識濃度での濃度、又は閾値風味認識濃度より低い濃度で、飲料製品中に存在する。
別の態様では、本発明は、(i)消費財マトリックスを提供すること、及び(ii)消費財を提供するためにNSGCを消費財マトリックスに添加することを含む、消費財の調製方法である。特定の実施形態では、NSGCは、NSGCの閾値甘味認識より高い濃度、閾値甘味認識での濃度、又は閾値甘味認識より低い濃度で、消費財中に存在する。別の特定の実施形態では、NSGCは、NSGCの閾値フレーバー認識濃度より高い濃度、閾値フレーバー認識濃度での濃度、又は閾値フレーバー認識濃度より低い濃度で、消費財中に存在する。
特定の実施形態では、本発明は、(i)飲料マトリックスを提供すること、及び(ii)飲料を提供するためにNSGCを消費財マトリックスに添加することを含む、飲料を調製する方法である。特定の実施形態では、NSGCは、NSGCの閾値甘味認識より高い濃度、閾値甘味認識での濃度、又は閾値甘味認識より低い濃度で、消費財中に存在する。別の特定の実施形態では、NSGCは、NSGCの閾値風味認識濃度より高い濃度、閾値風味認識濃度での濃度、又は閾値風味認識濃度より低い濃度で、消費財中に存在する。
別の態様において、本発明は、(i)少なくとも1つの甘味成分を含む消費財を提供すること、及び(ii)NSGCを消費財に添加して甘味が増強された消費財を提供することを含む消費財の甘味を増強する方法であって、NSGCは、NSGCの閾値甘味認識濃度以下の濃度で、甘味が増強された飲料中に存在する。
特定の実施形態では、本発明は、(i)少なくとも1つの甘味成分を含む飲料を提供すること、及び(ii)NSGCを飲料に添加して甘味が増強された飲料を提供することを含む、飲料の甘味を増強する方法であって、NSGCは、NSGCの閾値甘味認識濃度未満の濃度で、甘味が増強された飲料中に存在する。一実施形態では、NSGCの濃度は、NSGCの閾値甘味認識濃度未満の濃度で、少なくとも約1%、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約15%、少なくとも約20%又は少なくとも約25%以上の濃度で、甘味が増強された飲料中に存在する。
さらなる態様において、本発明は、(i)少なくとも1つの風味成分を含む消費財を提供すること、及び(ii)NSGCを消費財に添加して強化された風味を有する消費財を提供することを含む、消費財の風味を増強する方法であって、NSGCは、NSGCの閾値風味認識濃度以下の濃度で、増強された風味を有する消費財中に存在する。
特定の実施形態では、本発明は、(i)少なくとも1つの風味成分を含む飲料を提供すること、及び(ii)NSGCを飲料に添加して強化された風味を有する飲料を提供することを含む、飲料の風味を増強する方法であって、NSGCは、NSGCの閾値風味認識濃度以下の濃度で、風味が増強された飲料中に存在する。一実施形態では、NSGCの濃度は、NSGCの閾値風味認識濃度より低い濃度で、少なくとも約1%、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約15%、少なくとも約20%又は少なくとも約25%以上の濃度で、甘味が増強された飲料中に存在する。
上記の方法において、NSGCは、それ自体で、又はNSGCを含む組成物の形態で添加することができる。NSGCが組成物として提供される場合、組成物が消費財、例えば食品や飲料に添加される場合、組成物中のNSGCの濃度は、NSGCの閾値風味又は甘味料組成物より高い濃度、閾値風味又は甘味料組成物での濃度、又は閾値風味又は甘味料組成物より低い濃度を提供するのに有効である。
いくつかの実施形態において、本発明の組成物は、1つ以上のモグロシドをさらに含み、ここでモグロシドは、限定されないが、羅漢果(Luo han guo)抽出物、他のモグロシドの単離及び精製プロセスの副産物、市販の羅漢果(Lao han guo)抽出物、モグロシドIIE、モグロシドIIB、モグロシドIII、モグロシドIV、モグロシドV、11‐オキソ‐モグロシドV、モグロシドVI、シアメノシドI、グロスモモシドI、ネオモグロシド、及びラカンカ(Siraitia grosvenorii)の果実に生じる他のモグロール及びオキソモグロールグリコシド、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。
他の実施形態では、本発明の組成物は、1つ以上の甘味料又は追加の甘味料をさらに含む。一実施形態では、追加の甘味料は天然甘味料又は合成甘味料である。特定の実施形態では、追加の甘味料は高強度甘味料である。特定の実施形態では、追加の甘味料はモグロシドである。
いくつかの実施形態では、本発明の組成物はさらに1つ以上の添加剤を含む。特定の実施形態では、添加剤は炭水化物、ポリオール、アミノ酸及びそれらの対応する塩、ポリアミノ酸及びそれらの対応する塩、糖酸及びそれらの対応する塩、ヌクレオチド、有機酸、無機酸、有機酸塩及び有機塩基塩を含む有機塩、無機塩、苦味化合物、香味料及び香味成分、収斂性化合物、タンパク質又はタンパク質加水分解物、界面活性剤、乳化剤、フラボノイド、アルコール、ポリマー及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。
いくつかの実施形態において、本発明の組成物は、1つ以上の機能性成分をさらに含む。特定の実施形態では、機能性成分は、カフェイン、サポニン、抗酸化剤、食物繊維源、脂肪酸、ビタミン、グルコサミン、ミネラル、保存料、水和剤、プロバイオティクス、プレバイオティクス、体重管理剤、骨粗鬆症管理剤、植物性エストロゲン、長鎖第一級脂肪族飽和アルコール、フィトステロール及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。
特定の実施形態では、本発明は、NSGCと1つ以上の甘味料、追加の甘味料、添加剤又は機能性成分とを含む消費財である。
別の特定の実施形態では、本発明は、NSGCと1つ以上の甘味料、追加の甘味料、添加物又は機能性成分とを含む飲料である。
NSGCは、単独で、又は食品、飲料、医薬組成物、タバコ、栄養補助食品、口腔衛生組成物、又は化粧品を含む消費財中の少なくとも1つの他の甘味料と組み合わせて使用することができる。他の甘味料は、スクロース、グリセルアルデヒド、ジヒドロキシアセトン、エリトロース、トレオース、エリトルロース、アラビノース、リキソース、リボース、キシロース、リブロース、キシルロース、アロース、アルトロース、アルロース、ガラクトース、グルコース、グロース、イドース、マンノース、タロース、フルクトース、プシコース、ソルボース、タガトース、マンノヘプツロース、セドヘルツロース、オクトロース、フコース、ラムノース、アラビノース、チュラノース、シアロース、イヌリン、イヌロオリゴ糖、フルクトオリゴ糖、高フルクトースコーンシロップ(HFCS)、マルトデキストリン、カップリングシュガー、ハチミツ、ステビア、レバウジオシドA、レバウジオシドB、レバウジオシドC、レバウジオシドD、レバウジオシドE、レバウジオシドF、レバウジオシドG、レバウジオシドH、レバウジオシドI、レバウジオシドJ、レバウジオシドK、レバウジオシドL、レバウジオシドM、レバウジオシドN、レバウジオシドO、ズルコシドA、ズルコシドB、ルブソシド、ステビオールビオシド、ステビオシド、ステビアレバウディアナ植物に存在する他のステビオール配糖体、生合成ステビオール配糖体、グリコシル化ステビオール配糖体、グルコシル化ステビオール配糖体(GSG)、モグロシドIV、モグロシドV、モグロシドVI、羅漢果(Luo han guo)、シアメノシド、他のラカンカ(Siraitia grosvenorii)の果実に存在するモグロシド、モナチンとその塩、クルクリン、グリチルリチン酸とその塩、タウマチン、モネリン、マビンリン、ブラゼイン、ヘルナンズルチン、フィロズルチン、グリシフィリン、フロリジン、トリロバチン、バイユノシド、オスラジン、ポリポドシドA、プテロカリオシドA、プテロカリオシドB、ムクロジオシド、フロミソシドI、ペリアンドリンI、アブルソシドA、及びシクロカリオシドI、糖アルコール、スクラロース、アセスルファムカリウム、アセスルファム酸及びその塩、アスパルテーム、アリテーム、サッカリン及びその塩、ネオヘスペリジンジヒドロカルコン、シクラメート、シクラミン酸及びその塩、ネオテーム、アドバンテーム、及びそれらの組み合わせを含む群から選択される。
以下の実施例は本発明の好ましい態様を説明する。本発明は実施例に示される材料、割合、条件及び手順に限定されず、これらは例示にすぎないことが理解されるであろう。
例1
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。
ステビオール配糖体の大部分はマクロポーラス吸着材樹脂上に吸収され、約45Lの70%エタノール水溶液で溶出された。エタノール水溶液溶出液をさらに処理して、約96%w/wの総ステビオール配糖体含有量を有する約400gのステビア抽出物を得た。
上述の10Lの合わせて蒸発させた溶液を90Lの純粋なエタノールと混合し、混合物をゆっくり撹拌しながら10分間維持した。生じた沈殿物を真空濾過により除去した。濾液を集め、次いで真空蒸発(30℃〜35℃)に付してエタノールを除去し、さらに22%w/w固形分を含有するシロップ形態のNSGC約4Lに濃縮した。この溶液のHPLCアッセイは約1.3%の残留ステビオール配糖体を示し、ここで個々のステビオール配糖体の%比は以下の通りであった:レバウジオシドE 0.41%、レバウジオシドO 10.52%、レバウジオシドD 5.95%、レバウジオシドN 1.49%、レバウジオシドM 3.07%、レバウジオシドA 56.98%、ステビオシド 11.66%、レバウジオシドF 0.89%、レバウジオシドC 4.37%、ズルコシドA 0.11%、及びレバウジオシドB 0.35%。濃縮物を真空蒸発を用いて乾燥させ、続いて真空オーブン中で30℃〜35℃で乾燥させた。
例2
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。
約1.57kgの総CGA及び4.1kgの総ステビオール配糖体を含有すると推定されるナノ濾過から得られた320Lの保持液を、125Lの高分子マクロポーラス吸着材樹脂(YWD‐03、Cangzhou Yuanwei、中国)を充填したカラムに、125L/時の流量で供給した。保持液を供給した後、カラムをさらに62.5Lの水で洗浄し、両方の流出液を合わせて貫流生成物を作製し、これをナノ濾過膜(NF90‐400、ダウケミカルカンパニー、米国)を用いて全固形分20%までさらに濃縮した。濃縮された貫流生成物の凝集は9容量のエタノールを用いて行われた。凝集した沈殿物を濾過により分離し、エタノールを上述のようにナノ濾過膜(NF90‐400、ダウケミカルカンパニー、米国)により除去した。濃縮物を凍結乾燥機を用いて乾燥した。精製された貫流生成物は、12.24%w/w(乾燥基準)の総CGAを含み、これはネオ‐CGA 2.65%、n‐CGA 7.46%、クリプト‐CGA 1.84%、イソ‐CGA‐B 0.07%、イソ‐CGA‐CGA‐A 0.16%及びイソ‐CGA‐C 0.06%を含み、並びに0.70%w/wの総ステビオール配糖体を含んでいた。
690Lの25%(v/v)エタノールを使用して、吸着したCGAをマクロポーラス吸着材樹脂から溶出した。溶液をナノ濾過膜(NF90‐400、ダウケミカルカンパニー、米国)に通してエタノールを除去し、次いで上記のように凍結乾燥機で乾燥して25%エタノール生成物を得た。25%エタノール生成物は、19.52%w/wの総CGAを含み、これはネオ‐CGA 0.78%、n‐CGA 3.59%、クリプト‐CGA 1.04%、イソ‐CGA B 2.64%、イソ‐CGA‐A 4.14%及びイソ‐CGA‐C 7.33%を含み、並びに12.28%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E 1.43%、レバウジオシドD 1.54%、レバウジオシドA 5.31%、ステビオシド2.49%などを含んでいた。
残りのステビオール配糖体を約380Lの70%エタノール水溶液でマクロポーラス吸着材樹脂から溶出し、さらに処理して71%のTSG含有量を有するステビア抽出物を得た。
例3
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。
貫流生成物は14.47%w/wの総CGAを含み、これはネオ‐CGA 4.67%、n‐CGA 5.67%、クリプト‐CGA 3.44%、イソ‐CGA‐B 0.24%、イソ‐CGA‐A 0.21%、及びイソ‐CGA‐C 0.24%を含み、並びに0.59%w/wの総ステビオール配糖体を含んでいた。25%エタノール生成物は、17.97%w/wの総CGAを含み、これはネオ‐CGA 0.78%、n‐CGA 1.56%、クリプト‐CGA 0.91%、イソ‐CGA‐B 5.36%、イソ‐CGA‐A 3.21%及びイソ‐CGA‐C 6.15%を含み、並びに13.83%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E 2.89%、レバウジオシドD 1.52%、レバウジオシドA 5.31%、ステビオシド2.49%などを含んでいた。
例4
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。
25%エタノール生成物は、19.90%w/wの総CGAを含み、これはネオ‐CGA 0.35%、n‐CGA 4.30%、クリプト‐CGA 1.23%、イソ‐CGA‐B 0.81%、イソ‐CGA‐A 8.19%及びイソ‐CGA‐C 5.02%を含み、並びに13.47%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 1.86%、レバウジオシドA 7.45%、ステビオシド2.13%などを含んでいた。
例5
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。
例6
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。
Sterlitech Corporation(USA)から入手した異なる47 mm膜ディスクを用いて実験を繰り返した。特にGE 2000 UFGH(Sterlitechカタログ番号YMGHSP475)、GE 1000(Sterlitechカタログ番号YMGESP475)、Synder NFG(Sterlitechカタログ番号YMNFG475)、Microdyn Nadir NP010(Sterlitechカタログ番号YMNP010475)、Evonik Duramem(Sterlitechカタログ番号1120773)及びSynder XT、PES、UF(Sterlitechカタログ番号YMXT475)。
透過液及び保持液の分析結果を表1にまとめる。
膜GE 1000をさらなる実験のために選択した。
例7
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。
保持液については、総CGAは16.51%(w/w、乾燥基準)であり、これはネオ‐CGA 0.35%、n‐CGA 0.65%、クリプト‐CGA 1.11%、イソ‐CGA‐B 5.52%、イソ‐CGA‐A 2.75%及びイソ‐CGA‐C 6.13%を含み、総ステビオール配糖体含有量は37.69%w/wであり、これはレバウジオシドD 2.75%、レバウジオシドA 20.48%、ステビオシド10.39%、レバウジオシドC 1.35%などを含んでいた。10個の透過液サンプルの組み合わせたサンプルについて、総CGAは30.33%(w/w、乾量基準)であり、これはネオ‐CGA 0.97%、n‐CGA 2.52%、クリプト‐CGA 2.28%、イソ‐CGA‐B 8.23%、イソ‐CGA‐A 8.24%及びイソ‐CGA‐C 8.08%を含み、総ステビオール配糖体含有量は5.99%w/wであり、これはレバウジオシドA 2.66%、ステビオシド2.89%などを含んでいた。
例8
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。
吸着したCGAを1,500mLの20%(v/v)エタノールを用いてマクロポーラス吸着材樹脂から溶出した。溶液をナノ濾過膜(NF90‐400、ダウケミカルカンパニー、米国)に通してエタノールを除去し、濃縮した。濃縮物をスプレードライヤーを用いて乾燥し、乾燥サンプル4.3gを20%エタノール生成物として集めた。この生成物は21.99%w/wの総CGAを含み、これはネオ‐CGA 0.03%、n‐CGA 0.23%、クリプト‐CGA 0.16%、イソ‐CGA‐B 2.39%、イソ‐CGA‐A 11.93%及びイソ‐CGA‐C 7.25%を含み、並びに2.18%w/wの総ステビオール配糖体を含んでいた。
マクロポーラス樹脂に吸収された残りのステビオール配糖体を約900mLの60%エタノール水溶液で溶出し、さらに処理して60.50%w/wの総ステビオール配糖体を含有する3.6gのステビア抽出物を得た。
例9
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。
次いで、マクロポーラス吸着材樹脂を900mLの15%(v/v)エタノール、900mLの20%(v/v)エタノール、900mLの25%(v/v)エタノール及び900mLの60%(v/v)エタノールで順次洗浄した。集めた溶液をすべてナノ濾過膜(NF90‐400、ダウケミカルカンパニー、米国)を用いて濃縮し、次いで噴霧乾燥機を用いて乾燥して15%エタノール生成物、20%エタノール生成物、25%エタノール生成物及び60%エタノール生成物をそれぞれ得た。これらの画分のHPLCアッセイは表2に要約されている。
例10
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。
次いで、マクロポーラス吸着材樹脂を、1500mLの20%(v/v)エタノール及び900mLの60%(v/v)エタノールで順次洗浄した。集めた溶液をすべて、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、次いで乾燥して、それぞれ20%エタノール生成物及び60%エタノール生成物を得た。
これらの画分のHPLCアッセイは表3に要約されている。
例11
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。
次いで、マクロポーラス吸着材樹脂を300mLの20%(v/v)エタノール及び450mLの60%(v/v)エタノールで順次洗浄した。集めた溶液をすべて、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、次いで噴霧乾燥機を用いて乾燥して、それぞれ20%エタノール生成物及び60%エタノール生成物を得た。
これらの画分のHPLCアッセイは表4に要約されている。
例12
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)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。
25%エタノール生成物は42.90%w/wの総CGAを含み、これはネオ‐CGA 0.51%、n‐CGA 1.30%、クリプト‐CGA 0.34%、イソ‐CGA‐B 5.78%、イソ‐CGA‐A 6.89%及びイソ‐CGA‐C 28.08%を含み、並びに0.3%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A 0.2%、ステビオシド0.1%などを含んでいた。
例13
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。
処方中の「甘味料組成物」として、以下のサンプルを用いた。(i)レバウジオシドA(純度97%)の市販のサンプル、及び(ii)市販のレバウジオシドA(純度97%)及び例3に従って調製されたNSGCの混合物(95:5w/v比)。飲料サンプルの官能評価は20名のパネリストによって実施された。結果を表6にまとめる。
結果は、NSGCを含む甘味料組成物を使用して調製された飲料が最良の官能特性を有することを示した。
例14
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。
チョコレートリカー、カカオバター、ミルクパウダー、ソルビトール、塩、及び「甘味料組成物」を十分に混練した後、混合物を精製機に入れて24時間その粒径を小さくした。その後、内容物をコンシェに移し、レシチンを加え、組成物を50℃で48時間混練した。その後、内容物を成形装置に入れて固化させた。
以下のサンプルを表3の配合中の「甘味料組成物」として使用した。(i)レバウジオシドAの市販のサンプル(純度97%)、及び(ii)市販のレバウジオシドA(純度97%)及び例3に従って調製したNSGCの混合物(95:5w/v比を有する)。チョコレートサンプルの官能評価は、20人のパネリストによって行われた。結果を表8にまとめる。
結果は、NSGCを含む甘味料組成物を使用して調製されたチョコレートサンプルが最良の官能特性を有することを示した。
上記で本発明の1つ又は複数の実施形態を説明してきたが、本発明の真の範囲から逸脱することなく、様々な変更及び修正を行うことができ、均等物をその要素又は組成に置き換えることができることが、当業者により理解されるであろう。したがって、本発明は開示された特定の実施形態に限定されず、本発明は添付の特許請求の範囲内に含まれるすべての実施形態を含むことを意図している。

Claims (4)

  1. 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。
  2. 請求項1に記載の非ステビオール配糖体組成物。
  3. 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。
  4. 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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