JP4109511B2 - フコキサンチンの精製方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンブなどの天然植物資源からフコキサンチンを抽出、濃縮するための新規な精製方法に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
フコキサンチン（Fucoxanthin）は、その化学式が下記の通り知られた既知の物質であり、純度の高いものは橙色の柱状結晶構造を有する。
【化１】

そして、フコキサンチンの活性に着目し、体内に摂取することによって肝臓癌のプロモーションを抑制する効果（特開平１０−１５８１５６号公報）や神経細胞保護の効果（特開２００１−３３５４８０公報）があるとされているが、いずれにしても体内摂取は個体の健康維持のために有効であるとされている。
【０００３】
ところで、上述した従来例では、フコキサンチンの入手は褐藻類から抽出することによって行う技術が開示されている。しかしながら、フコキサンチンの活性成分は光によって分解されやすいという性質がある。また、抽出したフコキサンチンは体内摂取を目的とするものであるから、抽出溶媒は人体に無害なものを用いることが好ましい。さらにまた、フコキサンチンは褐藻類を原料として抽出するので、抽出過程において夾雑物であるアルギン酸やクロロフィルが混入してしまい、純度の高いフコキサンチンを入手することが困難であるという課題がある。
【０００４】
本発明では、上述した従来例では解消することができなかった、課題を解決するものであり、海藻類を原料としながらも、純度が高く、かつ安定した状態のフコキサンチンを精製する新規な技術を開示することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明では遮光雰囲気下でエタノールによって海藻類の成分を抽出し、活性炭によって夾雑物を吸着することによって純度の高いフコキサンチンを得るという手段を用いることとした。ここで、海藻類は抽出槽のサイズに応じて適度な大きさに切断することもあるが、比較的小さい海藻であれば切断を省略することもある。成分抽出にエタノールを用いることとして限定しているが、精製の対象であるフコキサンチンは体内摂取を予定しているものであり、抽出液として毒性成分がないものを選択することとしたものである。また、抽出過程を遮光雰囲気下で行う手段は、活性の高いフコキサンチンを得ることを目的としたものである。即ち、一般にフコキサンチンは紫外線を主とする光によって分解される性質があるので、精製工程中においてはできるだけ露光雰囲気を回避し、活性を維持したフコキサンチンを入手するためである。
【０００６】
続いて、アルコール抽出成分を抽出液１ ml 当たり１〜５０ mg の濃度の活性炭によって純度を高めるという手段を用いている。活性炭は吸着性による成分の分離機能を行う。発明者らは、海藻類のアルコール抽出成分には多量のアルギン酸やクロロフィルが含まれており、これを取り除くことによって純度の高いフコキサンチンを入手することができる点に着目した。天然物の分離に利用される吸着剤としては活性炭、アルミナ、シリカゲルなどが知られているが、アルミナやシリカゲルは一般に極性吸着剤であり、活性炭は非極性吸着剤であるとされている。そして、本発明における吸着の対象物であるアルギン酸やクロロフィルは非極性物質であり、活性炭が効果的に機能し、溶媒よりも極性の弱い有機化合物即ちアルギン酸やクロロフィルを吸着することができることを知見し、これを採用したものである。
【０００７】
また、海藻類をより具体的に特定すると、採取した生の状態の海藻類を抽出原料として採用した。上述したようにフコキサンチンは光によって活性が劣化してしまうので、通常流通しているような天日干し品や塩蔵品を原料として用いた場合には、精製によって得たフコキサンチンは活性の弱いものになる。そこで、これを回避するためにできるだけ自然の状態から露光時間が短いものを採用することが好ましい。
【０００８】
海藻類は広く採用することができるが、特に生コンブ、生ワカメ、生アラメ、生ホンダワラ、生ヒジキから選択された１以上の海藻類を採用した場合には、これらはフコキサンチンを比較的多量に含有するものであり、かつ資源としても潤沢に存在するから、工業的に原料として資するものである。
【０００９】
さらにまた、抽出溶媒として用いるエタノールは濃度８０〜１００％の範囲で用いることとした。これらの範囲で用いることにより、フコキサンチンの抽出率を高めることができることが判明した。またエタノール濃度を高くするほど抽出速度が速くなるので、迅速に抽出工程を終了することができ、量産に資するものである。
【００１０】
ところで、上記海藻類にフコキサンチンが含まれていることの確認については、次の同定試験を行った。フコキサンチンは上述したように既知の物質であり、その化学的性質については一般的には表１に示した炭素ＮＭＲスペクトル表の通りであり、実際に２５０メガヘルツにて分析したスペクトル表が図１の通りであるとされる（出典：Magnetic Resonance in Chemistry, Vol.25,519-528 (1990)）。
【表１】

そして、発明者らが海藻類から抽出した物質を同様の条件にて試験に供し、同様の数値を計測できれば抽出物質にフコキサンチンが含まれていると推測することができる。本発明では、このようにしてフコキサンチンの存在を確認した。先ず、同定試験に供したサンプルの抽出については、コンブの原藻を採取し、採取地の浜で天日乾燥したものを適宜切断・粉砕したものを原材料とした。そして、遮光状態にてコンブ粉末５グラムに対して９０％濃度のエタノールを３０ml添加し、１分間攪拌した後に３０００回転／分の遠心分離機で１０分間分離し、１時間静置し、さらに１分間攪拌した状態で上澄みを採取した。続いて、この溶液を活性炭の添加によって濾過し、１分間の攪拌の後に上澄みを採取してサンプルを得た。このサンプルは、一般的な処方であるシリカゲルＣ１８によって処理を行い、既知物質として表現されたスペクトル表と同様に高速液体クロマトグラム法によってスペクトルを分析し、表１および図１の基準と比較した。
【００１１】
このようにして得られたサンプルは、表１および図１に示した指標とほぼ同様のスペクトルを有するものであった。したがって、少なくともコンブにはフコキサンチンが含まれることが確認できた。なお、発明者らはさらに特許請求の範囲に示したように生のコンブを原材料とし、これを水洗したものを余分な水分を拭き取った状態で乾燥コンブと同様に切断し、その後同じ工程にてサンプルを抽出したが、このサンプルも同定試験を行ったところ、フコキサンチンの存在を確認することができた。
【００１２】
次に、上述のようにして得られたサンプル（抽出液）にはクロロフィルを主とする夾雑物が含まれているので、フコキサンチンの純度を上げるために活性炭にて夾雑物を吸着した実験を図２に示す。図２は活性炭の添加量に応じたフコキサンチンとクロロフィル類のそれぞれの残存量を示している。サンプルとして用いたのは生の川汲（地名）コンブ５ｇに４０mlのエタノールを添加し、４０℃で２０分間養生してコンブ抽出液とした。この抽出液には１mlあたり１１．９μｇのフコキサンチンが含まれていた。抽出液１mlあたり、それぞれ０、１、２．５、５、１０、５０、１００mgの活性炭（和光純薬株式会社製クロマトグラフィー用）を添加し、室温雰囲気にて１分間攪拌し、遠心分離後に採取した上澄みを測定に供した。なお、フコキサンチンはＨＰＬＣ−ＵＶ４５０nmにて、クロロフィルは分光光度計で６６５nmの吸光度にて測定したものを結果として示した。これによると、活性炭の添加量に応じてフコキサンチンとアルギン酸およびクロロフィル類の吸着度は異なるが、多量の活性炭添加雰囲気では双方とも吸着されてしまうので、分離は困難である。しかしながら、一定条件の活性炭濃度（抽出液１ ml 当たり１〜５０ mg ）ではクロロフィルの吸着がフコキサンチンの吸着に勝るので、効果的にフコキサンチンの純度を高めることができることを確認した。
【００１３】
次に、本発明ではフコキサンチンの抽出は遮光雰囲気下で行うことを要件としているが、露光と遮光においてフコキサンチンがどのように影響を受けるかについて確認した。確認試験にあたっては、実験を容易にするために生の状態ではなく、天日乾燥された素干し昆布を粉末にしたものを原料として用いた。そして、これを２種類に分け、１つは室内にて遮光状態にて４０℃で１時間抽出し、室温にて２４時間遮光状態で静置し、他は室内にて露光状態にて４０℃で１時間抽出し、室温にて２４時間蛍光灯下で静置した。その結果、遮光状態で抽出した先のサンプルではフコキサンチンが１００ｇあたり０．２５mg含有していたのに対して、露光状態で抽出・静置した後のサンプルではフコキサンチンは１００ｇあたり０．０６mgしか確認できなかった。従って、エタノールによる抽出工程を遮光状態で行うことはフコキサンチンの獲得量に大きく影響を与えることを確認することができた。なお、素干し昆布は天日で乾燥されているために、乾燥工程においてフコキサンチンなどの色素が相当量破壊されているものと推測されるので、生の状態のコンブを原料として用いた場合には、さらに多量のフコキサンチンを獲得することができるものと考えられる。
【００１４】
続いて、抽出液として特定されたエタノールの濃度によるフコキサンチンの抽出量の違いを表２のように確認した。なお、試料は昆布粉末を使用し、標品による比較を行わなかったために、ピーク面積による比較を行った。
【表２】

ここに示されたように、エタノール濃度が８０％より低くなれば急激に面積が小さくなることを確認した。念のため、エタノール濃度６０％、５０％についても確認したが、これらについてはフコキサンチンはほとんど確認することができなかった。従って、抽出溶媒としてエタノールを用いる場合には、８０％以上の濃度が適切であることが理解される。
【００１５】
【実施例】
以下に、請求項に記載した生の状態の海藻類からフコキサンチンを抽出した例を示す。
（生コンブ）
北海道臼尻産の生コンブ１０ｇ（水分含有量９０％）を１００％濃度のエタノール８０mlにて温度条件を１０、２０、４０、６０℃でそれぞれ抽出したもののフコキサンチン量を表３のとおり測定した。
【表３】

【００１６】
（生ワカメ）
三重県産の生ワカメ１０ｇ（水分含有量９０％）を１００％濃度のエタノール８０mlにて温度条件を２０、４０℃でそれぞれ抽出したもののフコキサンチン量を表４のとおり測定した。
【表４】

【００１７】
（生アラメ）
生アラメ１０ｇ（水分含有量８０％）を１００％濃度のエタノール８０mlにて温度条件を２０、４０℃でそれぞれ抽出したもののフコキサンチン量を表５のとおり測定した。
【表５】

【００１８】
（生ホンダワラ）
兵庫県香住町で採取した生ホンダワラの幼体および成体それぞれ１０ｇ（水分含有量８０％）を１００％濃度のエタノール８０mlにて温度条件を２０、４０℃でそれぞれ抽出したもののフコキサンチン量を表６および７のとおり測定した。
【表６】

【表７】

【００１９】
（生ヒジキ）
和歌山県加太で採取した生ヒジキ１０ｇ（水分含有量８０％）を１００％濃度のエタノール８０mlにて温度条件を２０、４０℃でそれぞれ抽出したもののフコキサンチン量を表８のとおり測定した。
【表８】

【００２０】
上述したように、抽出温度条件によって抽出量に差はあるが、本発明において特定した全海藻類についてフコキサンチンを獲得できることを確認することができた。
【００２１】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば特定した海藻類を遮光雰囲気下でエタノールによって抽出し、活性炭によって夾雑物を除去するようにしたので、純度の高いフコキサンチンを得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フコキサンチンのスペクトル分析表（２５０メガヘルツ）
【図２】活性炭の添加量に応じたフコキサンチンとクロロフィル類の残存量グラフ

Claims (4)

1. 遮光雰囲気下でエタノールによって生コンブ、生ワカメ、生アラメ、生ホンダワラ、生ヒジキから選択される１以上の海藻類の成分を抽出し、抽出液１ ml 当たり１〜５０ mg の濃度の活性炭によって夾雑物を吸着することによって得られることを特徴とするフコキサンチンの精製方法。
2. 海藻類は、採取した生の状態である請求項１に記載のフコキサンチンの精製方法。
3. 海藻類は、成分抽出前の段階で必要に応じて適度な大きさに切断した請求項１または２に記載のフコキサンチンの精製方法。
4. 抽出溶媒として用いるエタノールは、濃度８０〜１００％である請求項１に記載のフコキサンチンの精製方法。

Images