JP3655931B2 - 安定化されたソルビン酸またはその塩 - Google Patents

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Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、安定化剤として低濃度の第１マンガンイオン（Ｍｎ++）を含有するソルビン酸またはその塩に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ソルビン酸（２，４−ヘキサジエン酸）およびその塩類、ことにソルビン酸カリウムは、ヒトおよび動物に使用するための包装された食物および薬品および他の健康医療製品において抗微生物剤として広く使用されている。ソルビン酸およびその塩類は、カビおよび酵母の成長を阻止または抑制するための静菌剤としてとくに価値がある。ソルビン酸およびその塩類は乾燥しているとき非常に安定であるが、水溶液の中では酸化しやすい。この酸化は、望ましくないフレーバーおよび臭いの発生を引き起こすことがある生成物、例えば、ケトンおよびアルデヒドを生成し、そしてアルデヒドのポリマーは望ましくない臭いを発生することがある。ソルビン酸またはその塩の酸化は十分なソルビン酸イオンを損失させて、所望の抗微生物作用を損なうことがある。
【０００３】
ソルビン酸の酸化のメカニズムおよびこのような酸化に対して安定化する手段はかなりの研究の主題である。例えば、Ｓ．Ｓ．アリア（Ａｒｙａ）ら、「水溶液中のソルビン酸の分解生成物(Degradation Products of Sorbic Acid in Aqueous Solutions)」、Ｆｏｏｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ２９、（１９８８），ｐ．４１−４９；Ｓ．Ｓ．アリア（Ａｒｙａ）ら、「水溶液中のソルビン酸の安定性(Stability of Sorbic Acid in Aqueous Solutions)」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ａｎｄ Ｆｏｏｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、２８、（１９８０）、１２４６−１２４９；Ｌ．ペッカリネン（Ｐｅｋｋａｒｉｎｅｎ）ら、「酸素化された硫酸溶液中のソルビン酸の安定性への重金属塩類の作用(THE EFFECTS OF SALTS OF HEAVY METALS ON THE STABILITY OF SORBIC ACID IN OXYGENATED SULPHURIC ACID SOLUTIONS)」、Ｓｕｏｍｅｎ Ｋｅｍｉｓｔｉｌｅｈｔｉ、４０、Ｎｏ．２、（１９６７）、５４−５８；Ｌ．ペッカリネン（Ｐｅｋｋａｒｉｎｅｎ）ら、「水中の分子状酸素によるソルビン酸の酸化のメカニズム(THE MECHANISM OF OXIDATIO OF SORBIC ACID BY MOLECULAR OXYGEN IN WATER)」、Ｓｕｏｍｅｎ Ｋｅｍｉｓｔｉｌｅｈｔｉ、４２、Ｎｏ．３、（１９６９）、１４７−１５２；Ｊ．Ｎ．ソフォス（Ｓｏｆｏｓ）、「ソルビン酸塩の食品防腐剤(Sorbate Food Preservatives)」、ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ、Ｉｎｃ．、フロリダ州ボカレイトン（１９８９）；ペッカリネン（Ｐｅｋｋａｒｉｎｅｎ）、「酢酸中の分子状酸素によるソルビン酸の酸化への金属酢酸塩類の影響およびエレオステアリン酸についてそれらを使用した結果の比較(The Influence of Metel Acetates on the Oxidation of Sorbic Acid by Molecular Oxygen in Acetic Acid and Comparison of the Results with Those for Eleostearic Acids)」、Ｃｈｅｍｉｃａ Ｓｃａｎｄｉｎａｖｉｃａ、２６、（１９７２）２３６７−２３７１；およびペッカリネン（Ｐｅｋｋａｒｉｎｅｎ）ら、「酸素化された希硫酸溶液中のソルビン酸の安定性に対する重金属塩類の作用(THE EFFECTS OF SALTS OF HEAVY ON THE STABILITY OF SORBIC ACID IN OXYGENATED DILUTE SULPHURIC ACID SOLUTIONS)」、Ｓｕｏｍｅｎ Ｋｅｍｉｓｔｉｌｅｈｔｉ Ｂ、４０、Ｎｏ．２、（１９６７）、５４−５８参照のこと。
【０００４】
上に引用した著者らは、第１マンガンイオン（Ｍｎ++）を包含する重金属イオンを使用してソルビン酸およびソルビン酸塩類を酸化に対して安定化したことを開示した。有効であると開示された比率は５０ｐｐｍ（部／１００万部、重量）［Ｓ．Ｓ．アリア（Ａｒｙａ）］および１０-2〜１０-3ｍｏｌ／ｌ［約５５〜５５０ｍｇの第１マンガンイオン／ｌ−ペッカリネン（Ｐｅｋｋａｒｉｎｅｎ）ら］であった。
【０００５】
【発明の構成】
本発明は、水溶液中の非常に小さい比率の第１マンガンイオンの存在がこのような水溶液を酸化に対して安定化するとき有効であるという発見に基づく。
【０００６】
本発明は、ソルビン酸またはその塩を抗微生物的比率で、ことに静真菌的比率で含有し、かつさらに少なくとも０．１ｐｐｍ、好ましくは０．２〜約５ｐｐｍ（部／１００万部、重量）の第１マンガンイオンを含有し、前記第１マンガンイオンが前記ソルビン酸またはその塩の酸化生成物、例えば、アセトアルデヒドへの酸化を阻止または抑制するために十分な量で存在する、安定化された水溶液を提供する。アセトアルデヒドの生成物は、それが重合して（連続するアルドール反応を経て）発色性物質を形成するので、望ましくなく、そしてアセトアルデヒドの生成物とソルビン酸塩の還元との間に既知の相関関係が存在する［アリア（Ａｒｙａ）ら（１９８８）；本発明者らにより本明細書で確認される］。
【０００７】
本発明のソルビン酸またはその塩（典型的にはソルビン酸カリウムまたは他のアルカリ金属塩）の水溶液は、その溶液中のバクテリアおよび、好ましくは、カビまたは酵母の成長を阻止または抑制するために十分な量でソルビン酸またはその塩を抗微生物比率において含有する。このような量は、通常、約０．００５％（特記しない限り、ここに記載するすべての百分率は溶液の合計の重量に基づく）〜約５％である。ソルビン酸カリウムは水性組成物中ですぐれた溶解度を有しかつヒトおよび動物への使用を意図する食品および他の製品、例えば、うがい薬、歯科用すすぎ液、せき用シロップ剤、トニック、香辛料、シロップ、ジャムおよびゼリー、炭酸飲料および非発泡性飲料、水性軟こうおよびローションなどにおける使用に安全であることが一般に認識されているので、ソルビン酸カリウムを使用することが好ましい。
【０００８】
第１マンガンイオンは任意の便利な方法で、例えば、可溶性第１マンガン塩、例えば、硫酸マンガン（ＭｇＳＯ４）を溶液に添加することによって添加することができる。第１マンガン塩の添加量は少なくとも０．１ｐｐｍ、好ましくは０．２〜約５ｐｐｍのＭｎ++イオンを溶液に供給するために十分な量であるべきである。Ｍｎ++イオンを添加する別の方法は、ソルビン酸塩で安定化すべき溶液を第１マンガンイオンを含有する活性炭の濾床に通し、こうして第１マンガンイオンを所望の量で溶液の中に浸出させることである（好ましくは、活性炭は有意な量のソルビン酸塩を吸収するので、活性炭で処理した後、ソルビン酸塩を添加する。
【０００９】
本発明の好ましい組成物は、スクラロース（ｓｕｃｒａｌｏｓｅ）、化学名が４−クロロ−４−デオキシ−α−Ｄ−ガラクトプラニシル−１，６−ジクロロ−１，６−ジデオキシ−β−Ｄ−フルクトフラノシドである高い強度の甘味剤の水性液状濃厚物からなる。このような水性液状濃厚物は、３〜３５重量％（好ましくは２０〜２８重量％）のスクラロース、ソルビン酸またはその塩を含む防腐剤系、ｐＨを約４〜５．５に維持するための緩衝化系、および少なくとも０．１、好ましくは０．２〜約５ｐｐｍ（部／１００万部の溶液、重量）のＭｎ++イオンを含有する。このような液状濃厚物（第１マンガンイオンを含まない）は欧州特許出願公開（ＥＰ−Ａ）第０，４９３，９１９号（Ａｎｔｅｎｕｃｃｉら）、１９９２年７月８日発行、に開示されている。
【００１０】
本発明の他の安定化された水溶液は、防腐剤としてソルビン酸またはその塩および少なくとも０．１、好ましくは０．２〜約５ｐｐｍの第１マンガンイオンを含有する、うがい薬、歯科用すすぎ液、せき用シロップ剤、トニック、香辛料、ジャムおよびゼリー、炭酸飲料および非発泡性飲料、軟こうおよびローションなどを包含する。
【００１１】
【実施例】
実施例１
本発明を実証するために、種々の濃度のＭｎ++イオン（硫酸マンガン１水和物として添加した）を、次の処方の水溶液に添加した：
【００１２】
【表１】
Figure 0003655931
この水溶液のｐＨは４．４であった。
【００１３】
─────────────────────────
いくつかの溶液を、第０日（すなわち、新しく調製した）および５０℃において５および１０日間貯蔵した後、ヘッドスペースのガスクロマトグラフィーにより、アセトアルデヒド含量について分析した。結果を図１〜図３に示す。これらの結果から理解することができるように、０．２ｐｐｍまたはそれ以上のＭｎ++イオンを含有する試料は、１０日後、検出可能なアセトアルデヒドを含有しなかった。
【００１４】
他の分析において、約５００（分析によると、４９８）および約１０００（分析によると、９９０）ｐｐｍのＭｎ++イオンを含有する試料は、５日後にソルビン酸塩を損失し始める（ソルビン酸塩含量は、５日後に０．０９％および１０日後に０．０８％であった）ことが示された。これらの試料は、また、５日後に発色し始めた。１０００ｐｐｍのＭｎ++の試料の初期のＡＰＨＡ［Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｐｕｂｌｉｃ Ｈｅａｌｔｈ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ］の色は１０〜２０であった；５日後、この試料の色は２０〜３０であり、そして１０日後、それは３０〜４０であった。５００ｐｐｍのＭｎ++の試料の初期のＡＰＨＡの色は５〜１０であった；５日後、この試料の色は１０〜２０であり、そして１０日後、それは２０〜３０であった。
【００１５】
約５および６３ｐｐｍのＭｎ++イオンを含有する試料は５〜１０の初期のＡＰＨＡの色を有し、それらの両者は５日後変化しなかったが、１０日後１０〜２０のＡＰＨＡ色を有した。これらの試料は、１０日後、ソルビン酸塩含量を損失しなかった。対照を包含するすべての他の試料は、１０日後、色およびソルビン酸塩含量に関して変化しなかった。
【００１６】
５０℃において５９日後における、広い範囲のＭｎ++濃度を含有する試料の残留するもとのソルビン酸塩の百分率および発色の分析を、それぞれ、図１０および１１図に示す。
【００１７】
本発明をさらに説明するために、次の実験を実施した：
ソルビン酸カリウムの試料を等しい重量部分の脱イオン水中に溶解して、５０％（ｗ／ｗ）の水溶液を調製した。硫酸マンガン１水和物（ＭｇＳＯ4・Ｈ2Ｏ）を、下表に示すような比率（重量）添加した（実際の量(ｇ)を括弧で示す）：
【００１８】
【表２】
Figure 0003655931
溶液を凍結乾燥トレーに移し、次いで次の手順により凍結乾燥した：
ソルビン酸カリウムは６０℃以上の温度において昇華する（Ｓｏｆｏｓ、１９８９）ので、ソルビン酸カリウムの凍結乾燥において前以て注意しなくてはならない。凍結乾燥トレーの中にソルビン酸カリウムおよび硫酸マンガンの溶液を注ぎ、そして温度のプローブを含める。トレーを−４０℃またはそれ以下にセットされた乾燥装置の棚上に配置する。試料が凍結したとき、凝縮器をオンにし、そして−４５℃またはそれ以下にセットする。真空装置のスイツチを入れ、そして１００ｍＴｏｒｒ以下に到達させる。棚の加熱をオンにし、そしてその温度を−８℃にセットする。試料温度を−８℃の平衡にし、棚温度を１０〜１２℃に上昇させる。試料温度が１０〜１２℃に到達したとき、棚温度を２５℃に上昇させる。いったん試料の温度が２５℃に到達すると、試料は乾燥する。この手順は、トレー中の試料溶液の深さに依存して、約２４〜３６時間を完結までに要する。
【００１９】
種々の濃度のＭｎ++を含有する凍結乾燥したソルビン酸カリウムの試料を、次の処方の酸性化し、緩衝化した水溶液の中に溶解する：
【００２０】
【表３】
Figure 0003655931
いくつかの溶液のためにｐＨ値および５０℃において第０日および５、１０および４０日後のＡＰＨＡ発色を下表に示す：
【００２１】
【表４】
Figure 0003655931
試料を、また、第０、５、１０および４０日におけるアセトアルデヒドの濃度について試験した；結果を図４〜図７に示す。
【００２２】
この実施例２は本発明の重要な面を説明し、ここにおいてソルビン酸カリウムを第１マンガンイオンと緊密に混合し、前記第１マンガンイオンは、ソルビン酸カリウムを水溶液の中に溶解するとき、ソルビン酸カリウムのアセトアルデヒドへの酸化を阻止するために十分な量で存在する。有用なソルビン酸塩：Ｍｎ++の比率の例示は、約１１，０００：１〜約２００：１（重量）の範囲内である。
【００２３】
この実施例２の中に表されているデータは、さらに、本発明の実施において、水溶液のｐＨが考慮すべき重要なパラメーターであるという事実を説明する。このデータが示すように、より高いｐＨ値、例えば、５．７において、色およびアセトアルデヒドを生成する酸化速度はｐＨ約３におけるより低い。これは図１２および図１３に示すグラフにおいて例示されており、これらのグラフは、それぞれ、種々のｐＨ値、５０℃において貯蔵後の、種々の濃度のＭｎ++イオンを含有する緩衝化ソルビン酸塩含有溶液の残留するソルビン酸塩％およびアセトアルデヒド濃度のグラフである。
【００２４】
実施例３
アルコール不含のフッ化物の歯科用うがい薬を次の成分から調製した：
【００２５】
【表５】
Figure 0003655931
２つの態様の試料を５０℃において２８日間貯蔵した；対照は上の処方の溶液であり、本発明の試料は４ｐｐｍのＭｎ++イオンを含有した。２つの試料を発色について試験し、次の結果が得られた：
【００２６】
【表６】
Figure 0003655931
２つの貯蔵した試料を、また、第０、２８および５６日においてアセトアルデヒド濃度および残留するもとのソルビン酸塩の百分率について試験した。結果を、それぞれ、図８および図９に示す。
【００２７】
本発明の主な特徴および態様は、次の通りである。
【００２８】
１．ソルビン酸またはその塩を抗微生物的比率で含有し、かつさらに０．１〜約５ｐｐｍの第１マンガンイオンを含有し、前記第１マンガンイオンが前記ソルビン酸またはその塩のアセトアルデヒドへの酸化を阻止するために十分な量で存在することを特徴とする安定化された水溶液。
【００２９】
２．０．２〜約５ｐｐｍの第１マンガンイオンを含有する上記第１項記載の溶液。
【００３０】
３．ソルビン酸カリウムを含有する上記第１項記載の溶液。
【００３１】
４．ソルビン酸カリウムを含有する上記第２項記載の溶液。
【００３２】
５．さらにスクラロースを含有する上記第１項記載の溶液。
【００３３】
６．さらにスクラロースを含有する上記第２項記載の溶液。
【００３４】
７．さらにスクラロースを含有する上記第３項記載の溶液。
【００３５】
８．さらにスクラロースを含有する上記第４項記載の溶液。
【００３６】
９．水性うがい薬である上記第１項記載の溶液。
【００３７】
１０．さらにフッ化物を含有する上記第９項記載の溶液。
【００３８】
１１．ソルビン酸カリウムを水溶液中に溶解するとき、ソルビン酸カリウムのアセトアルデヒドへの酸化を阻止するために十分な量で第１マンガンイオンを含有する凍結乾燥されたソルビン酸カリウム。
【００３９】
１２．ソルビン酸カリウムを水溶液中に溶解するとき、ソルビン酸カリウムのアセトアルデヒドへの酸化を阻止するために十分な量で第１マンガンイオンが存在する、ソルビン酸カリウムと第１マンガンイオンとの緊密な混合物。
【図面の簡単な説明】
【図１】ソルビン酸カリウムを含有する新しく調製された水性スクラロース濃厚溶液のアセトアルデヒドの濃度／第１マンガンイオンの濃度のグラフである。
【図２】５０℃において、５日間貯蔵後の、同一の水溶液のアセトアルデヒドの濃度／第１マンガンイオンの濃度のグラフである。
【図３】５０℃において、１０日間貯蔵後の、同一の水溶液のアセトアルデヒドの濃度／第１マンガンイオンの濃度のグラフである。
【図４】５０℃において、０日間貯蔵後の、種々のｐＨにおける、同様な水溶液（スクラロースを含有しない）のアセトアルデヒドの濃度／第１マンガンイオンの濃度のグラフである。
【図５】５０℃において、５日間貯蔵後の、種々のｐＨにおける、同様な水溶液（スクラロースを含有しない）のアセトアルデヒドの濃度／第１マンガンイオンの濃度のグラフである。
【図６】５０℃において、１０日間貯蔵後の、種々のｐＨにおける、同様な水溶液（スクラロースを含有しない）のアセトアルデヒドの濃度／第１マンガンイオンの濃度のグラフである。
【図７】５０℃において、４０日間貯蔵後の、種々のｐＨにおける、同様な水溶液（スクラロースを含有しない）のアセトアルデヒドの濃度／第１マンガンイオンの濃度のグラフである。
【図８】５０℃において、それぞれ、０、２８および５６日間貯蔵後の、フッ化物を含有するうがい薬のアセトアルデヒドの濃度／第１マンガンイオンの濃度のグラフである。
【図９】５０℃において、それぞれ、０、２８および５６日間貯蔵後の、同一のフッ化物を含有するうがい薬の残留するもとのソルビン酸塩の含量％／第１マンガンイオンの濃度のグラフである。
【図１０】５０℃において５３または５９日間貯蔵後の、ソルビン酸カリウムおよび種々の濃度の第１マンガンイオンを含有する水性スクラロース濃厚溶液の、それぞれ、発色および残留するもとのソルビン酸塩％／第１マンガンイオンの濃度のグラフである。
【図１１】５０℃において５３または５９日間貯蔵後の、ソルビン酸カリウムおよび種々の濃度の第１マンガンイオンを含有する水性スクラロース濃厚溶液の、それぞれ、発色および残留するもとのソルビン酸塩％／第１マンガンイオンの濃度のグラフである。
【図１２】５０℃において貯蔵後の、種々のｐＨ値における、種々の濃度のＭｎ++イオンを含有する、緩衝化されたソルビン酸塩含有溶液の、それぞれ、残留するソルビン酸塩％およびアルデヒド濃度のグラフである。
【図１３】５０℃において貯蔵後の、種々のｐＨ値における、種々の濃度のＭｎ++イオンを含有する、緩衝化されたソルビン酸塩含有溶液の、それぞれ、残留するソルビン酸塩％およびアルデヒド濃度のグラフである。

Claims (12)

  1. ソルビン酸またはその塩を抗微生物的比率で含有し、かつさらに０．１〜約５ｐｐｍの第１マンガンイオン溶液を含有し、前記第１マンガンイオンが前記ソルビン酸またはその塩のアセトアルデヒドへの酸化を阻止するために十分な量であって、ソルビン酸またはその塩対第１マンガンイオンが、重量基準で、約１１，０００：約１〜２００：１で存在することを特徴とする安定化された水溶液。
  2. ソルビン酸カリウムを水溶液中に溶解するとき、ソルビン酸カリウムのアセトアルデヒドへの酸化を阻止するために十分な量で第１マンガンイオンを含有することを特徴とする凍結乾燥されたソルビン酸カリウム。
  3. ソルビン酸カリウムを水溶液中に溶解するとき、ソルビン酸カリウムのアセトアルデヒドへの酸化を阻止するために十分な量で第１マンガンイオンが存在することを特徴とするソルビン酸カリウムと第１マンガンイオンとの緊密な固体混合物。
  4. 前記溶液が歯科用すすぎ液である請求項１記載の安定化された水溶液。
  5. 前記溶液がせき用シロップである請求項１記載の安定化された水溶液。
  6. 前記溶液が炭酸飲料である請求項１記載の安定化された水溶液。
  7. 前記溶液が非発泡性飲料である請求項１記載の安定化された水溶液。
  8. 前記溶液がジャムである請求項１記載の安定化された水溶液。
  9. 前記溶液がゼリーである請求項１記載の安定化された水溶液。
  10. 前記溶液がシロップである請求項１記載の安定化された水溶液。
  11. 前記溶液が水性軟こうである請求項１記載の安定化された水溶液。
  12. 前記溶液が水性ローションである請求項１記載の安定化された水溶液。
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