JP4092328B2 - ポリグリセリン縮合リシノール酸エステルの精製方法 - Google Patents

Description

本発明は、ポリグリセリン縮合リシノール酸エステルの精製方法に関する。

ポリグリセリン脂肪酸エステルは、ＦＡＯ／ＷＨＯ（国際食糧農業機構／世界保険機構）で安全性の高い乳化剤として評価され、食品工業に於いてはコーヒーホワイトナー、ホイップクリーム等の乳製品、マーガリン等の加工油脂、コーヒー等の飲料やチョコレート、キャンディー等の菓子類に、また、化粧品に於いてはクリーム、ローションおよび口紅スティックへの応用など、優れた乳化剤として使用されている。

特に、ポリグリセリン縮合リシノール酸エステルは、特に優れた乳化剤として認められ、例えば、下記特許文献１に示すようなＷＯＷ複合エマルションの製造や、これを応用したコーヒークリーム（下記特許文献２，下記特許文献３）、ホイップクリーム（下記特許文献４）、チョコレート（下記特許文献５）、および化粧品、医薬品への応用（下記特許文献６）がある。また、最近では、下記特許文献７や下記特許文献８において、抗ガン剤（特に、肝臓癌治療）を目的としたＷＯＷエマルション製剤の新製法が示され、優れた乳化効果と薬効があるので今後の応用が期待されている。
特開昭５９−６２３４０号公報 特開昭６０−１６５４２号公報 特開昭６３−１５７９３３号公報 特開昭６０−１６５４６号公報 特開昭６１−１５２２４０公報 特開昭６０−１９９８３３号公報 特開平１０−１５８１５２号公報 特開平１０−２０３９６２号公報

ところで、ポリグリセリン脂肪酸エステルは、単一成分のみで構成されているものではなく、重合度その他が異なる複数の成分の混合物から成り立っている。特に、ポリグリセリン縮合リシノール酸エステルについては、グリセリン重合体とリシノール酸の重合体とのエステルで形成されていて、その中には様々な成分が含まれている。

そこで、本件発明者らは、ポリグリセリン脂肪酸エステル中に含まれる複数の成分の分離・精製について鋭意検討し、その結果、乳化性能の低い成分と乳化性能の高い成分とでは多孔質材料による吸着特性に差異があること、この差異を利用して分離・精製を行った場合に、著しく乳化性能が高い成分と乳化性能が低い成分とを分離できること、さらに、精製前のポリグリセリン脂肪酸エステルには、そのような乳化性能の低い成分が多量に含まれていることを見いだし、本発明を完成させるに至った。

本発明は、上記知見に基づいて完成したものであり、その目的は、より高い乳化性能を有するポリグリセリン縮合リシノール酸エステルを得ることができるポリグリセリン縮合リシノール酸エステルの精製方法を提供することにある。

以下、本発明において採用した特徴的構成について説明する。
本発明のポリグリセリン縮合リシノール酸エステルの精製方法は、シリカゲルを充填剤として用いるとともに、酢酸エチルとｎ‐ヘキサン溶液との混合物を溶媒として用いた順相カラムクロマトグラフィによって、ポリグリセリン縮合リシノール酸エステルを精製する方法であって、前記溶媒として、１０重量％酢酸エチル含有ｎ‐ヘキサン溶液を使用した際にカラムから流出する分画から、精製前のポリグリセリン縮合リシノール酸エステルよりも乳化性能が高い成分を抽出することを特徴とする。

本発明において、カラムクロマトグラフィで用いる充填剤は、シリカゲルであると好ましく、特に、シリカゲルは、平均粒子径が１−１０００μｍ、望ましくは、５０−５００μｍ、なかでも、７５−１５０μｍであると好適である。また、シリカゲルは、細孔径が２−３０ｎｍ、望ましくは５−１０ｎｍであると好適である。

また、カラムクロマトグラフィで用いる溶媒は、酢酸エチルとｎ‐ヘキサン溶液との混合物であり、１０重量％酢酸エチル含有ｎ‐ヘキサン溶液を使用した際にカラムから流出する分画から、精製前のポリグリセリン縮合リシノール酸エステルよりも乳化性能が高い成分を抽出する。

このような精製方法は、特に、精製前のポリグリセリン縮合リシノール酸エステルから、精製前のポリグリセリン縮合リシノール酸エステルよりもＷＯＷエマルション形成能の高い成分を抽出する場合に効果を発揮する。

以下、本発明について、さらに詳しく説明する。
ポリグリセリン縮合リシノール酸エステルは、ポリグリセリン脂肪酸エステルの一種であり、ポリグリセリン脂肪酸エステルは、グリセリン重合体（単位構造をなすグリセリンがエーテル結合により高分子化したもの；下記一般式（１）［ただし、最も多い直鎖構造のみを例示］参照）と脂肪酸（下記一般式（２）参照）とを脱水縮合することによって得られるエステル化合物である。

本発明において使用するポリグリセリン縮合リシノール酸エステルは、独自に合成したもの、または市販品、どちらを使用しても構わない。
ポリグリセリン縮合リシノール酸エステルを独自に合成する場合、原料とするポリグリセリンは、例えば、グリセリンにアルカリを添加して加温により脱水縮合して得ることができる。ポリグリセリンの平均分子量は重合度（ｍ＋２）によって異なる。また、ポリグリセリンには市販品もあり、例えば、４重合体を主としたテトラグリセリン、６重合体を主としたヘキサグリセリン、１０重合体を主としたデカグリセリンなどが、それぞれポリグリセリン＃３１０，ポリグリセリン＃５００，ポリグリセリン＃７５０（いずれも阪本薬品工業株式会社製）として市販されている。

このようなポリグリセリンは、複数の水酸基を有していて、それぞれの水酸基は脂肪酸のカルボキシル基と結合して脂肪酸エステルを形成する。そして、結合した脂肪酸の数からモノエステル、ジエステル、トリエステル、ペンタエステル、ヘプタエステル、オクタエステル、デカエステルなどの種類ができる。

また、脂肪酸エステルには、脂肪酸の違いによる多くの種類があるが、本発明においては、縮合リシノール酸エステルが利用される。

ポリグリセリン縮合リシノール酸エステルの場合、その製造は２段階で行われ、まず、ヒマシ油から分解・精製したヒマシ油脂肪酸（リシノール酸約９０％を含有）に少量のアルカリを添加して窒素ガス気流下に１８０−２１０℃で加熱すると、１つの脂肪酸分子のアルキル基中の水酸基が他の脂肪酸分子のカルボキシル基とエステル化し、さらに同様に他の脂肪酸分子と反応して高分子の脂肪酸となる。次に、これに精製ポリグリセリンを仕込み、窒素ガス気流下に１８０−２１０℃でエステル化して製造される。

一般に、ポリグリセリン脂肪酸エステルの合成法には、上記のようなアルカリ触媒を使った合成法の他、アルカリ触媒以外を使った合成法もあり、本発明の精製方法は、上記アルカリ触媒以外を使った合成物にも適用できる。

一方、ポリグリセリン縮合リシノール酸エステルの市販品は、各種の商品名（例えば、商品名「ＳＹグリスター（阪本薬品工業株式会社製））で販売されており、それら市販のポリグリセリン縮合リシノール酸エステルを任意に使用することができる。

また、本発明において、カラムクロマトグラフィで用いる充填剤（分離剤）としては、シリカゲルが使用される。

ポリグリセリン縮合リシノール酸エステルは中には、分子量１０００以上のものも含まれることから、充填剤の細孔径は２−３０ｎｍ、なかでも５−１０ｎｍに制御されているものが望ましい。また、カラムクロマトグラフィー用に適した充填剤の粒子径としては、直径１ｍｍ以下、望ましくは平均粒子径５０−５００μｍ、なかでも７５−１５０ｎｍで粒度のそろったものが望ましい。このような充填剤としては、例えば、商品名“マイクロビーズシリカゲル（富士シリシア化学株式会社製）”が使用できる。

さらに、溶媒としては、酢酸エチルとｎ‐ヘキサン溶液との混合物が使用される。ｎ‐ヘキサン、酢酸エチルは、分離・精製後に、食品や医薬品へ応用することを考えると、安全性が高い点で望ましい。これらの溶媒は、いずれもポリグリセリン縮合リシノール酸エステルを良く溶かすが、ｎ‐ヘキサンは溶離力が弱く、酢酸エチルは溶離力が強い。そこで、分離については、一般に、この２種の溶剤を適正に混合し、または数種類の混合比のものを順次に使用して、カラムクロマトグラフィーを行うことが望ましいが、特に、本発明においては、１０重量％酢酸エチル含有ｎ‐ヘキサン溶液を使用した際にカラムから流出する分画から、精製前のポリグリセリン縮合リシノール酸エステルよりも乳化性能が高い成分を抽出する。

得られた精製品の乳化力については、一定量の試験品を植物油に溶解させ、高速攪拌機で水との乳化を行い、その安定性を時間経過とともに測定することで確認できる。すなわち、本発明において、精製品の乳化力は、各種精製条件の違いによっていくらか左右される可能性はあるものの、ある精製条件下で精製したいくつかの分画について乳化力を試験することができるので、その試験によって最も高い乳化性能を持つ分画を特定することができれば、後は、同じ精製条件を採用することで、上記最も高い乳化性能を持つ分画を得ることができるのである。

なお、一般に、精製方法の一つとして、カラムクロマトグラフィーを用いる方法自体は公知であるので、ポリグリセリン脂肪酸エステルをカラムクロマトグラフィによって精製することは過去に実施された例があるかもしれない。しかしながら、特に、こうした精製によって、精製前のポリグリセリン縮合リシノール酸エステルよりも乳化性能、特にＷＯＷ作製能が高い成分を抽出することに主眼を置く点については、過去に報告例がない。したがって、カラムクロマトグラフィーによる精製方法が公知であること自体は、精製前のポリグリセリン縮合リシノール酸エステルよりも乳化性能が高い成分を抽出するという本発明特有の構成を何ら示唆するものではない。

また、ポリグリセリン縮合リシノール酸エステルに、ＷＯＷエマルション形成能があること自体は知られているが、ポリグリセリン縮合リシノール酸エステル中に、ＷＯＷエマルション形成能の低い成分と高い成分が混在していることは公知ではない。それ故、これら混在する成分をカラムクロマトグラフィーを用いた精製方法により分離し、精製前のポリグリセリン縮合リシノール酸エステルよりもＷＯＷエマルション形成能の高い成分のみを抽出することも、本発明において初めて提案される技術となる。

次に、本発明の実施形態について一例を挙げて説明する。
（１）ポリグリセリン縮合リシノール酸エステルの精製方法
シリカゲル（商品名：マイクロビーズ４Ｂ，粒子径：７５−１５０μｍ，細孔径：５−１０ｎｍ，富士シリシア化学株式会社製）３．７５ｋｇを、１０重量％酢酸エチルを含有したｎ‐ヘキサンでスラリー化し、内径２０ｃｍ高さ５０ｃｍのガラスカラムに充填した。続いて、テトラポリグリセリン縮合リシノール酸エステル（商品名：ＳＹグリスターＣＲ−３１０，阪本薬品工業株式会社製）を７００ｇ精秤して、１０重量％酢酸エチルを含有したｎ‐ヘキサンで１．５リットルに希釈して、カラム上部にゆっくり吸着させた。

その後、最初に１０重量％酢酸エチルを含有したｎ‐ヘキサン１２．５リットルを流下させ、分画Ａを得た。続いて、２０重量％酢酸エチルを含有したｎ‐ヘキサン３７．５リットルを流下させ、分画Ｂを得た。続いて、４０重量％酢酸エチルを含有したｎ‐ヘキサン２５リットルを流下させ、分画Ｃを得た。さらに、８０重量％酢酸エチルを含有したｎ‐ヘキサン２５リットルを流下させて、分画Ｄを得た。

各分画はそれぞれ濃縮し、濾紙Ｎｏ５Ａで濾過した後、蒸発乾固、続いて真空ポンプで１６時間減圧乾燥させた後、秤量した。その結果を下記表１に示す。

（２）ポリグリセリン縮合リシノール酸エステルのＨＰＬＣ分析
得られた分画Ａ−Ｄを少量採取し、ｎ‐ヘキサンで希釈した後、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）にて分析を行った。条件は下記表２の通りである。

この分析によって得られたクロマトグラムを、分画Ａ−Ｄに対応してそれぞれ図１（ａ）−同図（ｄ）に示す。また、精製前のクロマトグラムを図１（ｅ）に示す。このように、シリカゲルを用いたクロマトグラフィーによる精製で、市販のポリグリセリン縮合リシノール酸エステルを、極性の異なる４種の分画に分け取ることができた。図１（ｅ）に示されるように、本分析条件で原料のポリグリセリン縮合リシノール酸エステルは、３分から２０分までに溶離する多くの種類の極性（化合物分子の分極により生じる水素結合性の程度）が異なる物質を含有している。この分析条件では、溶離時間が長いものほど高い極性を有している。図１（ａ）から同図（ｄ）に示されるように、各成分の保持時間はそれぞれ異なり、極性の高い順から図１（ｄ）＞図１（ｃ）＞図１（ｂ）≧図１（ａ）の順となった。極性の順に従って分離することで、ポリグリセリン縮合リシノール酸エステルの有する界面活性効果の高い部分を抽出することが可能であった。
（３）ポリグリセリン縮合リシノール酸エステルのエマルション形成能測定
分画したポリグリセリン縮合リシノール酸エステル（分画Ａ−Ｄ）各１ｇを、オリーブ油９９ｇに混合した。高速攪拌機を使用して４０００ｒｐｍで攪拌しながら、シリンジポンプを用いて水を４ｍｌ／ｍｉｎの速度で２０ｍｌ加え、その後５分間攪拌してエマルションを作成した。

得られたエマルションを２００ｍｌメスシリンダーに移し、上部に生成する油層の分率（％）を一定時間ごとに測定して、各エマルションの安定性の試験を行った。また、精製する前のポリグリセリン縮合リシノール酸エステルも同様の試験を行い比較した。その結果、分画Ａについては、精製前のポリグリセリン縮合リシノール酸エステルよりも優れたエマルション形成能が見られた。一方、分画Ｂ，Ｃ，Ｄについては、５分以内にエマルションは完全に分離し、エマルション形成能は見られなかった。

これらの分画Ｂ，Ｃ，Ｄを合わせると収量全体の３分の２を占めており、エマルション形成能がきわめて低い成分が圧倒的に多量であることが判明した。また、分画Ａのエマルション形成能が精製前よりも優れていることから、分画Ｂ，Ｃ，Ｄの如きエマルション形成能がきわめて低い成分を除去することが、エマルション形成能を向上させる上で、きわめて効果的であることがわかった。本発明の精製方法は、このような知見に基づいて完成したものである。図２は、分画Ａ（１％，０．５％）、および、精製前のポリグリセリン縮合リシノール酸エステル（１％，０．５％）について、エマルションの経時変化を示したグラフである。このグラフから、分画Ａは、精製前のポリグリセリン縮合リシノール酸エステルよりも、格段に優れたエマルション形成能を備えていることが確認された。
（４）ＷＯＷエマルション安定性試験
上述した特許文献７（特開平１０−１５８１５２号公報）に記載の技術への応用について検討を行った。上記特許文献７中の実施例に基づいて、蒸留水３．０ｍｌにアントラサイクリン系抗ガン剤（抗腫瘍抗生物質）である塩酸エピルビシン（製品名：Ｆａｒｍｏｒｕｂｉｃｉｎ（登録商標），ファルマシア社製）６０ｍｇを溶解し、これを内水相（ｉｎｎｅｒＷ相）とし、上記（１）で得られた分画Ａ５００ｍｇを、油性Ｘ線造影剤である「ヨウ素化けし油脂肪酸エチルエステル」（商品名：リピオドール（登録商標），ラボラトワール・ゲルベ社製）５ｍｌに分散混合したものを油相（Ｏ相）としたエマルションＷＯを作った。さらに、外水相（ｏｕｔｅｒＷ相）として、０．４％のＮａＣｌと０．７％の「酸化エチレン付加６０モルのポリオキシエチレン硬化ひまし油（製品名：ＨＣＯ−６０，日光ケミカルズ株式会社製）とを含有した水溶液を用意し、この水溶液７．５ｍｌに上述のエマルションＷＯを注入して、平均粒子径約８０μｍのＷＯＷエマルションを作成した。このＷＯＷエマルション中の粒子をレーザー回折／散乱式粒度分布計（ＳＡＬＤ−２１００型，島津製作所製）で測定し、顕微鏡で形態を観察した。測定結果を表３に示す。

表３に示されるように、ＷＯＷエマルション抗ガン剤への応用について、外水相（ｏｕｔｅｒＷ相）の水を吸って、日を追ってやや粒子径が大きくなるものの、相対粒子量（Ｙ軸）の粒子径（Ｘ軸）に対応するグラフは、８０日間以上常に粒子径０−１０００μｍの測定範囲で粒子径８０μｍ辺りにのみ鋭い一つのピークを作る。精製前のポリグリセリン縮合リシノール酸エステルでは日を追ってこのピークに、ピークの粒子径よりやや大きい所に肩ピークが出現する。したがって、ＷＯＷエマルション抗ガン剤への応用に於いてもポリグリセリン縮合リシノール酸エステルの精製物である分画Ａを使用することは、きわめて効果が高いことが確認された。分画Ｂ，Ｃ，Ｄでは、このような安定性の高いＷＯＷエマルションを形成することは全くできない。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の具体的な一実施形態に限定されず、この他にも種々の形態で実施することができる。

ポリグリセリン縮合リシノール酸エステルのＨＰＬＣ分析におけるクロマトグラムであり、（ａ）は精製後の分画Ａのクロマトグラム、（ｂ）は精製後の分画Ｂのクロマトグラム、（ｃ）は精製後の分画Ｃのクロマトグラム、（ｄ）は精製後の分画Ｄのクロマトグラム、（ｅ）は精製前のポリグリセリン縮合リシノール酸エステルのクロマトグラムである。 精製後の分画Ａおよび精製前のポリグリセリン縮合リシノール酸エステルによるエマルション形成能を示すグラフである。

Claims (7)

1. シリカゲルを充填剤として用いるとともに、酢酸エチルとｎ‐ヘキサン溶液との混合物を溶媒として用いた順相カラムクロマトグラフィによって、ポリグリセリン縮合リシノール酸エステルを精製する方法であって、
   前記溶媒として、１０重量％酢酸エチル含有ｎ‐ヘキサン溶液を使用した際にカラムから流出する分画から、精製前のポリグリセリン縮合リシノール酸エステルよりも乳化性能が高い成分を抽出する
   ことを特徴とするポリグリセリン縮合リシノール酸エステルの精製方法。
2. 前記シリカゲルは、平均粒子径が１−１０００μｍである
   ことを特徴とする請求項１に記載のポリグリセリン縮合リシノール酸エステルの精製方法。
3. 前記シリカゲルは、平均粒子径が５０−５００μｍである
   ことを特徴とする請求項２に記載のポリグリセリン縮合リシノール酸エステルの精製方法。
4. 前記シリカゲルは、平均粒子径が７５−１５０μｍである
   ことを特徴とする請求項３に記載のポリグリセリン縮合リシノール酸エステルの精製方法。
5. 前記シリカゲルは、細孔径が２−３０ｎｍである
   ことを特徴とする請求項１−請求項４のいずれかに記載のポリグリセリン縮合リシノール酸エステルの精製方法。
6. 前記シリカゲルは、細孔径が５−１０ｎｍである
   ことを特徴とする請求項５に記載のポリグリセリン縮合リシノール酸エステルの精製方法。
7. 前記「精製前のポリグリセリン縮合リシノール酸エステルよりも乳化性能が高い成分」が、精製前のポリグリセリン縮合リシノール酸エステルよりもＷＯＷエマルション形成能の高い成分である
   ことを特徴とする請求項１−請求項６のいずれかに記載のポリグリセリン縮合リシノール酸エステルの精製方法。

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