JP2593696B2 - 色素の安定化剤およびこれを配合してなる色素組成物 - Google Patents

色素の安定化剤およびこれを配合してなる色素組成物

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良一 蓑島
理 山田
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Description

【発明の詳細な説明】 (a)産業上の利用分野 本発明はカロチノイド系色素の安定化剤およびこれを
配合してなる安定なカロチノイド系色素組成物に関する
もので、食品、化粧品、医薬品、農薬、水産、畜産等の
分野において利用される。
(b)従来の技術 カロチノイド系色素は動物や植物あるいは微生物の細
胞中に広く分布しており、黄色、橙色、赤色などの色調
を有する色素であって、カロチン類とキサントフィル類
に大別されている。
カロチン類には大豆、ニンジン、柑橘類、トマトなど
に含まれるα−カロチン、β−カロチン、γ−カロチ
ン、リコピンなどがある、キサントフィル類には卵、ト
ウモロコシ、トウガラシ、海苔などに含まれるルテイ
ン、ゼアキサンチン、カプサンチン、フコキサンチン、
クリプトキサンチンなどがあり、これらのカロチノイド
系色素は数十種類にも及ぶといわれている。
カロチノイド系色素は、あっさりと美しい色調と優れ
た安全性の点から主に着色料として柑橘類の果汁、マー
ガリン、マヨネーズなどの卵黄利用食品、キャンディ
ー、アイスクリームなどの各種食品をはじめ化粧品のほ
か、β−カロチンはプロビタミンA効果があるため医薬
品用途に、また水畜産用には飼料等に広く配合して利用
されている。
しかしながら、カロチノイド系色素は不飽和結合を多
く有するため、光、空気(酸素)、熱、金属イオン等の
要因で酸化されやすく、安定性が悪く、変色、退色ある
いは分解されやすく、さらに味やにおいの点でも劣化し
やすいという欠点がある。このためカロチノイド系色素
の安定性を向上させるために、窒素などの不活性ガスを
充填した遮光性の容器に詰めて、あるいはアスコルビン
酸やトコフェロールなどの抗酸化剤を添加することによ
って光、空気(酸素)の影響を少なくし、また低温状態
に保管することによって熱の影響を防いだり、さらに重
合リン酸塩、EDTA、クエン酸やフィチン酸などの金属封
鎖剤の添加により金属イオンの影響を低下させるような
試みがなされてきた。
(c)発明が解決しようとする課題 このように、カロチノイド系色素はそれ自体が安定性
を欠くため、それを防止する種々の技術が開発されてき
たが、これらの劣化要因に対する安定性の向上について
は満足できるものがなく、またこのようなカロチノイド
系色素を添加した食品、化粧品をはじめとする組成物は
その商品価値が低下し、ひいてはカロチノイド系色素の
使用範囲および使用量を制限せざるを得ないというのが
従来の状況であった。
本発明の目的は、かかるカロチノイド系色素の安定化
剤を提供し、さらに該安定化剤を配合した安定なカロチ
ノイド系色素およびこれらを含む色素安定性が向上した
組成物を提供せんとすることにある。
(d)課題を解決するための手段 本発明者らは上記の目的を達成すべく鋭意研究の結
果、特定の微生物の培養産生物を添加すると、カロチノ
イド系色素の安定性向上に顕著な効果があることを見い
出した。
本発明はかかる知見に基づいて完成されたもので、以
下に述べる特定の微生物の培養産生物を有効成分とする
カロチノイド系色素の安定化剤、上記培養産生物を含有
してなる安定化されたカロチノイド系色素および上記カ
ロチノイド系色素の安定化剤または安定化されたカロチ
ノイド系色素を含有する組成物に係る。
すなわち、本発明でいう特定の微生物としてはアスペ
ルギス グラウカス(Aspergillus glaucus;菌株の例と
してHUT2038以下同じ),アスペルギルス オチラセウ
ス(Aspergillus ochraceus;AHU7126),アスペルギル
ス ルーバー(Aspergillus ruber;AHU7176),アスペ
ルギルス テレウス(Aspergillus terreus;微工研菌寄
第9398号(FERM P−9398)),ペニシリウム グラウカ
ム(Penicillium glaucum;AHU8026)またはリゾプス
オリゴスポラス(Rhizopus oligospolus;NRRL2710)を
用いることができる。
なお上記のHUTとは北海道大学農学部での保存株、AHU
とは広島大学工学部での保存株、NRRLとは米国農務省北
部地域研究所での保存株をそれぞれ意味する。
本発明では、これらの微生物を、ブドウ糖、ショ糖、
澱粉などの炭素源,(NH42SO4、NaNO3、NH4C1、尿
素、ペプトン、酵母エキス、大豆ホエー、コーン・ステ
ィープ・リカーなどの窒素源、およびK2HPO4、KC1、FeS
O4、MgSO4・7H2O、ZnSO4・7H2O、CuSO4などの無機
塩その他、必要に応じて微量栄養源を添加して成る液体
の培地中で、25〜35℃pH5.0〜8.0の条件下において2日
〜7日間振とう培養、もしくは通気攪拌培養(通気量:
0.5〜1.0VVM、攪拌回転数:400〜500rpm)し、培養後、
遠心分離、フィルタープレスなどの適当な操作で培養液
から菌体を除き、培養濾液を限外濾過膜やエバポレータ
ー処理で濃縮液とする。さらに、これを凍結乾燥、スプ
レードライなどの方法で粉末状の濃縮物とすることもで
きる。さらにまた、これらの濃縮液または濃縮粉末を有
機溶媒、例えばメタノール、エタノール、プロパノー
ル、イソプロパノール、ブタノール、などの炭素数1〜
5、好ましくは炭素数1〜4のアルコール類、アセト
ン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類、またはジ
エチルエーテル、石油エーテルなどのエーテル類、ペン
タン、n−ヘキサン、シクロヘキサンなどの炭化水素
類、あるいは液化状ないしは超臨界状の二酸化炭素、窒
素、プロパンなどの溶媒の1種もしくは2種以上を用
い、抽出、濃縮、乾固を繰り返すことによって濃縮物と
することができる。かかる溶媒により抽出は、処理原料
の2〜10倍量の溶媒に常温にて浸漬・攪拌もしくは加熱
して還流すればよい。このようにして得られる培養液な
いし濃縮物は、淡黄色ないし褐色の低粘性液体ないし粘
稠状液体ないし粉末状となる。
本発明では、上述の方法で得ることができる特定微生
物の培養液およびその濃縮液、さらにその濃縮物(液体
および粉末)のいずれもカロチノイド系色素の安定化剤
(請求項1記載の発明)として使用することができる。
前述のように、カロチノイド系色素にはα−カロチン、
β−カロチン、γ−カロチン、リコピンなどのカロチン
類、ルテイン、ゼアキサンチン、カプサンチン、フコキ
サンチンなどのキサントフィル類があり、これらの起源
も動物、植物、微生物からの天然品および合成品の区別
があり、また高純度品(例えば試薬グレード,結晶状)
から懸濁状品(例えば食品添加物グレード,液体状)ま
で種々あるが、本発明の安定化剤はこれらのいずれのカ
ロチノイド系色素に対しても有効であり、また本発明は
これらに何ら制限されるものではない。
培養産生物は、上述のカロチノイド系色素そのものあ
るいはこれを含有する系あるいは組成物に直接、もしく
は水、エタノールあるいはn−ヘキサン等の溶剤に分散
させたものを間接に添加し攪拌して、必要に応じてはこ
れらの溶剤を留去してカロチノイド系色素が安定化され
た色素組成物(請求項2記載の発明)および食品、化粧
品、医薬品、農薬等の組成物(請求項3記載の発明)を
得ることができる。
かかる組成物に対する本発明の培養産生物の添加量
は、上述のような培養産生物の濃縮程度、および組成物
に要求される安定性の程度によって異なるが、一般的に
は対象とするカロチノイド系色素に対して、培養産生物
すなわち培養液中の固形分(培養液中の05〜5重量%)
に換算して0.1〜100重量部、好ましくは1〜50重量倍で
ある。0.1重量倍より少ない添加量では該色素の安定化
に効果が期待できず、100重量倍を越える配合量では、
安定化効果はさらに増大するが、単位添加量当りでは顕
著な効果は認められ難い。
なお本発明の安定化剤には、従来のトコフェーロー
ル、アスコルビン酸、BHT、BHA、およびそれらの誘導体
などの抗酸化剤や、クエン酸、フィチン酸、EDTAなどの
金属封鎖剤を併用してもかまわない。
(e)実施例 実施例1 アスペルギルス テレウス(Aspergilllus terreus)FE
RM P−9398を50lジャーファーメンタ(丸菱製MSJ−US 5
0lジャーファーメンタ)により30l通気攪拌培養を2日
間行った。使用培地はグルコース2%、KNO30.3%、K2H
PO40.5%、KC1 0.3%、FeSO4・7H2O 0.001%、MgSO40.
001%及び残分が水である液体培地であり、通気量1VV
M、攪拌回転数400rpm、pH6.0、温度30℃の条件で培養を
行った。その後、菌体を濾紙5A(東洋ろ紙製)で除去し
た後、エバポレーター(YAMATO製)で濾液の濃縮後、凍
結乾燥(日本真空製の凍結乾燥機使用)により乾固さ
せ、150gの粉末状濃縮物を得た。本品、β−カロチン
(試薬、シグマ社製)およびMCT(中鎖脂肪酸トリグリ
セリド)(日清製油(株)製、商品名「ODO」)を用
い、本品のβ−カロチン安定化効果を次のように調べ
た。すなわち、中鎖脂肪酸トリグリセリド100gにβ−カ
ロチン3mgおよび本品60mgを添加、攪拌して均一状態に
し、この着色油に90℃油浴中で空気を吹き込み、497nm
における吸光度の経時変化を調べ、β−カロチンの残存
率を求めた。なお、比較のため、天然トコフェロール
(試薬、シグマ社製)単独添加および併用添加の実験も
行った。結果を表−1に示す。
実施例2 実施例1で調製した培養濾液(固形分=0.5重量%)
にデキストリンを添加してスプレードライ処理し、粉末
状培養物(培養固形分として10倍希釈)を得た。グルコ
ース20重量%、クエン酸1重量%、エタノール2重量
%、水77重量%、β−カロチン0.003重量%および、本
粉末状培養物(上述のスプレードライ品)またはL−ア
スコルビン酸各0.05%を混合、溶解して着色液を調製
し、これらを透明ビンに入れ、室温で、500ルックス照
光下に14日間保存して497nmにおける吸光度からβ−カ
ロチン残存量を求めたところ、本品(培養固形物をデキ
ストリンで10倍に希釈したもの)を混合したものは50.9
%、L−アスコルビン酸を混合したものは43%であっ
た。
実施例3 アスペルギルス グラウカス(Aspergillus glaucu
s)HUT2038、アスペルギルス テレウス(Aspergillus
terreus)FERM P−9398、ペニシリウム グラウカム(P
enicillium glaucum)AHU8026、アスペルギルス オチ
ラセウス(Aspergillus ochraceus)AHU7126およびリゾ
プス オリゴスポラス(Rhizopus oligospolus)NRRL27
10の各株を、それぞれ300ml三角フラスコの培地(グル
コース5%、NH4C1 0.5%、K2HPO40.5%、KC1 0.5%、F
eSO4・7H20 0.001%、MgSO4 0.001%および残存水から
成るpH6.0の液体培地)中でロータリーシェーカー(回
転数250rpm)で25℃、7日間振とう培養し、培養液を滅
菌後、遠心除菌し、減圧濃縮、凍結乾燥して各濃縮乾燥
物を得た。
この各濃縮乾燥物(60mg)、β−カロチン(3mg)お
よび中鎖脂肪酸トリグリセリド(100g)を用い、実施例
1と同様の方法でβ−カロチンの半減期(β−カロチン
に基づく吸光度から求めたβ−カロチン残存量が50%に
なるまでの時間)を求めた。結果を表−2に示す。
実施例4 実施例1で得たアスペルギルス テレウス(Aspergil
ls terreus)FERM P−9398の培養液の凍結乾燥粉末状濃
縮物を用いてマーガリンを調製した。すなわち表−3の
油相成分を60℃で攪拌しながら水相成分を添加し、w/o
乳化液を形成させ、急冷、捏和して固形状マーガリンを
調製した。このものは、加熱時の風味に優れ、保存時に
色調変化の少ない良好なマーガリンであった。
実施例5 実施例1で得たアスペルギルス テレウス(Aspergil
ls terreus)FERM P−9398の培養液の凍結乾燥粉末状濃
縮物のにんじん色素(キャロット・オイル:色素成分と
してα−カロチン、β−カロチン、γ−カロチン、ルテ
イン、フィトフルエンなどを含む)に対する安定性を実
施例1と同様に調べたところ、該色素が完全に消失する
までの時間は9.5日となり、表−1に記載されたような
β−カロチンのみに対する安定性(7.8日)と同様に、
天然トコフェロール(4.2日)を上回る優れた色素安定
化効果を示した。
実施例6 実施例1で調製した培養産生物を用いて、ビタミン強
化クリーム(化粧品)を調製した。すなわち、表−4の
油相成分を80℃に加温し、攪拌しながら同温度に加温し
た水相成分を添加し、攪拌冷却しながら70〜60℃でビタ
ミン類を加えた。
本ビタミン強化クリームは皮膚感触に優れ、3ヵ月以
上、色調の変化、異臭の発生は認められなかった。な
お、本品のかわりに天然トコフェロールを同量添加して
調製したものは退色・変色の傾向があった。
実施例7 実施例1で調製したβ−カロチン着色油(実験No.1の
組成)を用いて、下記の組成のオレンジ・ジュースを調
製した。
組成:ブドウ糖:10%,砂糖:5%,オレンジ果汁:10
%,クエン酸:1.5%,実施例1のβ−カロチン着色油:5
%,水:68.5% このものを透明のビンに入れ、室温で保存したが、1
ヵ月以上退色・変色は認められず、臭気、味の点でも良
好な結果であった。
(f)発明の効果 本発明における特定の微生物の培養産生物は、β−カ
ロチンをはじめとするカロチノイド系色素の安定化効果
に優れ、また従来から使用されているトコフェノールな
どの抗酸化剤との相乗作用も認められる。これを食品、
化粧品等に配合することによって製品の色調が長期間安
定化することのみならず、臭気、味覚等の点でも維持、
保存効果が認められ、品質改善ができ、商品価値を高め
ることが可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12R 1:66) (C12P 1/02 C12R 1:80) (C12P 1/02 C12R 1:845)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アスペルギルス グラウカス(Aspergillu
    s glaucus),アスペルギルス オチラセウス(Aspergi
    llus ochraceus),アスペルギルス ルーバー(Asperg
    illus ruber),アスペルギルス テレウス(Aspergill
    us terreus),ペニシリウム グラウカム(Penicilliu
    m glaucum),またはリゾプス オリゴスポラス(Rhizo
    pus oligospolus)の培養産生物を有効成分として含有
    するカロチノイド系色素の安定化剤。
  2. 【請求項2】請求項1記載の培養産生物を配合してなる
    安定化されたカロチノイド系色素。
  3. 【請求項3】請求項1記載のカロチノイド系色素の安定
    化剤または請求項2記載の安定化されたカロチノイド系
    色素を含有してなる組成物。
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