JP4172849B2

JP4172849B2 - Method for producing xanthophyll crystals

Info

Publication number: JP4172849B2
Application number: JP19616998A
Authority: JP
Inventors: 俊長井; 素一中山; 巌佐藤
Original assignee: 協和醗酵工業株式会社
Priority date: 1998-03-20
Filing date: 1998-07-10
Publication date: 2008-10-29
Anticipated expiration: 2018-07-10
Also published as: JPH11322708A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キサントフィルエステルを含有するオレオレジンからキサントフィル結晶を製造する方法に関する。キサントフィル結晶は、着色料、栄養補助食品等の原材料として有用である。
【０００２】
【従来の技術】
カロチノイドは、食品、飼料、医薬品、化粧品等の着色料として用いられている他、一重項酸素の消去、フリーラジカルの補足、免疫の増強等の作用を有する生理活性物質であるため栄養補助食品等に用いられる。
カロチノイドとしては、β−カロチン、α−カロチン、リコピン等、炭化水素のみからなるカロチンと、ルテイン、ゼアキサンチン、アスタキサンチン、カンタキサンチン等、炭化水素と酸素からなるキサントフィルとに大別することができる。
【０００３】
キサントフィルのうち、ルテインおよびゼアキサンチンはパイナップル様の黄色を呈し、ルテインは加齢性黄斑変性や白内障の発症を低減する効果のあることが報告されており、これらのキサントフィルは、着色料、栄養補助食品等の原材料として注目されつつある。
キサントフィル結晶の製造方法として、マリーゴールドオレオレジンをプロピレングリコール、水およびケン化剤と混合してケン化する方法が知られている（USP5,648,564）。しかし、この方法では、キサントフィル結晶の生成速度が遅く、かつ得られるキサントフィル結晶サイズが小さいため、キサントフィル結晶の分離、回収が難しく、また溶媒として用いるプロピレングリコールは沸点が高いため、蒸留等により回収処分することが難しい。
【０００４】
ルテイン結晶の製造方法として、ケン化されたマリーゴールドオレオレジンを用いてルテイン結晶を分離、精製して回収する方法が知られている（特開平８−９２２０５号公報）。しかし、この方法では、ルテイン結晶を形成させ、冷水とエタノールでルテイン結晶を洗浄した後、さらにヘキサン等の有機溶媒を用いてルテイン結晶を再結晶させるという煩雑な工程を必要とする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、食品、飼料等に用いられるキサントフィル結晶を工業的に製造する方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、(a) キサントフィルエステルを含有するオレオレジン、ケン化剤およびエタノールを含有する混合物を45〜85℃にて混合し、該混合物中にキサントフィル結晶を形成させる工程、(b) 該混合物に熱水を加え、60〜90℃にて混合して均質な混合液とする工程、
(c) 該混合液からキサントフィル結晶を回収する工程、
を含むことを特徴とするキサントフィル結晶の製造方法、ならびに該製造方法で得られるキサントフィル結晶および食用油脂を含有してなる製剤に関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明において、キサントフィルエステルを含有するオレオレジンは、キサントフィルエステルを含有する花、果実、葉、茎、根、樹皮等、植物体の一部または全部から、ヘキサン等の有機溶媒により抽出する方法等を用いて調製される、キサントフィルエステルを含有する固体または液体の抽出物をいう。キサントフィルエステルを含有するオレオレジンとしては、例えばルテインエステルを含有するオレオレジンがあげられる。ルテインエステルを含有するオレオレジンは、マリーゴールドの乾燥花弁からヘキサン等の有機溶媒によりルテインエステルを含有する成分を抽出した後、該抽出成分を含む溶液から有機溶媒を除去することにより、マリーゴールドオレオレジンとして取得することができる。マリーゴールドオレオレジンに含まれるルテイン、ゼアキサンチン等のキサントフィルは、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸等、炭素数12〜18の脂肪酸とのモノエステル結合物またはジエステル結合物として存在する。
【０００８】
キサントフィルエステルを含有するオレオレジン（以下、単にオレオレジンともいう）、ケン化剤およびエタノールを含有する混合物を45〜85℃に加熱しながら混合することにより、該混合物中にキサントフィル結晶を形成させることができる。
以下に該工程を説明する。
オレオレジン、ケン化剤およびエタノールを含有する混合物は、オレオレジンをケン化してキサントフィル結晶を形成させるため、オレオレジン１００重量部に対して、ケン化剤を２〜１００重量部およびエタノールを３０〜１０００重量部含むように調製することが好ましい。
【０００９】
ケン化剤としては、エタノールを含む溶液中でオレオレジンをケン化できる化合物であればいずれを用いてもよいが、水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムを用いることが好ましく、水酸化カリウムを用いることがさらに好ましい。
該混合物は、オレオレジンに、該オレオレジンをケン化させるのに充分量のケン化剤をエタノール溶液として加え、またはオレオレジンにエタノールを加えて攪拌しながら混合した後に該オレオレジンをケン化させるのに充分量のケン化剤を水溶液として加え、それぞれ混合することにより調製することができる。ケン化剤が水酸化カリウムの場合は、オレオレジン１００重量部に対して水酸化カリウムを1 〜20重量％含むエタノール溶液を20〜1000重量部加えるか、またはオレオレジン１００重量部に対してエタノールを30〜1000重量部加えて混合した後に10〜60重量％水酸化カリウム水溶液を3 〜1000重量部加えて、それぞれ混合することにより混合物を調製することができる。
【００１０】
該混合物中には、オレオレジンのケン化反応からキサントフィル結晶の回収までの工程を阻害せず、かつ食品製造において用いられるものであれば、例えば水など、いずれのものを含んでいてもよい。
該混合物を45〜85℃、好ましくは60〜80℃、さらに好ましくは65〜75℃にて混合すると、混合物中でのオレオレジンの分散がよく、オレオレジンのケン化反応を速やかに進行させることができ、かつ短時間に大きなキサントフィル結晶を形成させることができる。
【００１１】
混合物中にキサントフィル結晶が形成したことは、肉眼により混合物の色調、明度等の変化を観察するか、混合物から採取した試料を顕微鏡により結晶を観察することによって確認することができる。
なお、結晶が形成した後、混合物を該温度にて長時間反応させるか減圧条件下におくことによって、混合物中に含まれるエタノールを蒸発、除去させてもよい。混合物中に含まれるエタノールが30重量％以下、好ましくは20重量％以下になるまでエタノールを除去することにより、キサントフィル結晶の純度を高めることができる。
【００１２】
上記工程により調製される混合物中にはキサントフィル結晶の他、エタノール、ケン化により生成した脂肪酸に由来する石けん、アントシアニン、水溶性フラボノイド等の夾雑物が存在する。夾雑物を含有する該混合物に熱水を加え、60〜90℃で混合して均質な混合液とし、さらに該混合液からキサントフィル結晶を回収することにより、該混合物に含まれる夾雑物を分離し、キサントフィル結晶を回収することができる。
【００１３】
以下に該工程を説明する。
該混合物に、出発原料のオレオレジンに対して、重量として通常5 〜100 倍量、好ましくは5 〜40倍量の熱水を加えて60〜90℃、好ましくは75〜85℃とし、該温度を保持しながら攪拌、混合することにより、ケン化反応物の粘度を低下させ、かつケン化反応により生成した脂肪酸に由来する石けんを溶解させて、均質な混合液を調製する。なお、均質な混合液とは、全体としてほぼ均質に懸濁または分散した状態にある混合液をいう。該混合液を調製する際の温度が低いと、該混合液の粘度が高くなるためキサントフィル結晶の分離が妨げられること、石けんの水に対する溶解度が下がるためキサントフィル結晶に多量の石けんが夾雑物として残存すること等により、結晶のキサントフィル純度が下がるため好ましくない。また、キサントフィル結晶のｐＨを調整するために、均質な混合液を調製する際に、クエン酸、乳酸、酒石酸、酢酸等の有機酸、塩酸、硫酸等の無機酸等を加えてもよい。
【００１４】
均質な混合液を調製した後、減圧濾過、加圧ろ過、バスケット式遠心ろ過、遠心分離、連続遠心分離等の方法を用いることにより、該混合液からキサントフィル結晶を、水溶性のケン化剤、エタノール、石けん、アントシアニン、水溶性フラボノイド等から分離して、回収することができる。
回収されたキサントフィル結晶は、そのまま用いてもよいが、熱水による洗浄工程をさらに１回から数回繰り返して得られるものを用いてもよい。しかし、熱水による洗浄工程を繰返しすぎると、該結晶の歩留まりが低下するため好ましくない。
【００１５】
上記方法により得られたキサントフィル結晶は、そのまま用いてもよいが、通常は凍結真空乾燥、真空乾燥、低温常圧乾燥等により乾燥させ、5重量%以下の水分を含むキサントフィル結晶として用いることが好ましい。
本発明の方法により製造されるキサントフィル結晶としては、キサントフィルエステルを含有するオレオレジンとしてマリーゴールドオレオレジンを用いて製造されるキサントフィル結晶を例示することができる。マリーゴールドオレオレジンを用いた場合、キサントフィル純度が60〜90％であるキサントフィル結晶が通常得られる。なお、該結晶は、キサントフィルのうち、90〜99重量％がオールトランスルテイン、1 〜10重量％がオールトランスゼアキサンチン、シス型ルテイン等が痕跡量である組成を有する結晶として得られる。さらに、該結晶の歩留まりは、分離方法、洗浄回数等にも影響されるが、通常は60〜85％程度である。
【００１６】
本発明の方法により、比較的大きなキサントフィル結晶が製造される。本発明で得られる結晶は長方形状のものが多く、長辺の長さが100μｍ以上の結晶が多数存在し、200μmを超えるものも存在し、最大約250μm程度に達する結晶も認められる。また、本発明の方法により製造されるキサントフィル結晶中には、洗浄できなかった脂肪酸石けんや脂肪酸などの不純物をわずかに含むが、ヘキサン等の毒性のある有機溶媒を使用してないので、食品、飼料の原材料としては安全性の高いものである。
【００１７】
本発明の方法により製造されたキサントフィル結晶は、そのまま着色料、栄養補助剤等の原材料として使用できるが、該結晶と食用油脂を含有してなる製剤（以下、本発明の製剤という）の製造に使用することもできる。
本発明の製剤は、本発明の方法により製造されたキサントフィル結晶を食用油脂中に分散または懸濁することにより製造することができる。この際に、コロイドミル、ボールミル、ロールミル、ホモジナイザー等を用いて粉砕処理を行うと、該結晶が食用油脂中で均質に分散され、低粘度である製剤が製造できるため好ましい。本発明の製剤は、食品、飼料等に用いられるものであれば、例えばトコフェロール等の抗酸化剤等を添加剤として含んでいてもよい。本発明の製剤中のキサントフィル含有率は、1〜40重量％であることが好ましい。
【００１８】
食用油脂としては、大豆油、ナタネ油、コーン油、オリーブ油、ヤシ油、ピーナッツ油、サフラワー油、ヒマワリ油、米油等の植物油脂、牛脂、豚脂、魚油等の動植物油脂、炭素数6 〜12の中鎖飽和脂肪酸トリグリセリド（ＭＣＴ）等の加工食用油脂等を、単独または組み合わせて用いることができる。
本発明の製剤は、着色料、栄養補助食品等の原材料として用いられる。
以下に実施例を示す。
【実施例】
【００１９】
実施例1
マリーゴールドオレオレジン（キサントフィルを約10重量％含有、エクアドルINEXA 社製）100gに水酸化カリウムを10%(w/v)含むエタノール溶液を200ml 加えて、マグネチックスターラーにて攪拌しながら65〜70℃でケン化反応を行った。反応開始約２０分後、茶色の混合液中に明るいオレンジ色で光る部分が観察された。この時の混合液を顕微鏡で観察した結果、キサントフィル結晶が観察された。
【００２０】
反応の開始約３０分後、75〜80℃に昇温し、さらに約１時間反応させ、混合物中から大部分のエタノールを除去し、混合物を150g得た。反応終了時の結晶サイズは最大約250 μm であった。反応終了後、混合物に80℃の熱水を2000ml加え、75〜80℃に保持しながら混合し、充分に均質化した混合液を調製した。該混合液をブフナーロートにろ紙（TOYO No.5A、アドバンテック社製）をしいて、吸引ろ過した。ろ紙上に回収されたキサントフィル結晶に、80℃の熱水を2000ml注いで洗浄した後、該結晶を常圧下、40℃で一晩乾燥した。この結果、水分量は１重量％以下であるキサントフィル結晶が8.7g得られた。
該結晶を約50mgとり、これを試料として精秤した後ジオキサンを加えて100mlの溶液とした。得られた溶液1ml にエタノールを加えて100ml とした。この溶液の445nm における吸光度を測定し、ルテインのエタノール中での分子吸光係数E1%1cm=2550(波長445nm)より次式から結晶中のキサントフィル純度を算出した。
キサントフィル純度＝（OD₄₄₅×100 ×100 ）／（2550×試料重量(g) ）
その結果、結晶中のキサントフィル純度は84.7%であった。また、この値からキサントフィルの歩留まりは73.7％と算出された。
また、キサントフィル結晶を高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）により分析した結果、結晶中のキサントフィルのうち、91.6重量％がオールトランスルテイン、6.6 重量％がオールトランスゼアキサンチン、1.8重量％がシス型のルテイン等であった。
【００２１】
なお、ＨＰＬＣ分析は以下の条件にて行った。
ＨＰＬＣ装置：SHIMADZU LC-10A
流速：1ml/分
移動相：０〜６分はメタノールのみ、6 〜10分は2-プロパノール濃度を５％(v/v) になるまで上げる、10〜15分は2-プロパノール濃度を５％に維持、15〜25分は2-プロパノール濃度を25％まで上げる、25〜30分は2-プロパノール濃度を50％まで上げる、30〜40分は2-プロパノール濃度を75％、ヘキサン濃度を25％まで上げ、メタノール濃度を０％まで下げる、40〜50分は2-プロパノール濃度を75％、ヘキサン濃度を25％に維持する、50〜60分はメタノールのみ
カラム：YMC PACK C30逆相カラム（4.6 ×250mm 、粒径5 μm ）
カラム温度：28℃
検出器：SHIMADZU SPD-10A （UV DETECTOR）
検出波長：450nm
サンプル注入量：10μl
キサントフィルの標品：オールトランスルテイン（Sigma 社）、オールトランスゼアキサンチン（Apin Chemicals社製）
得られた結晶を中鎖飽和脂肪酸トリグリセリド（以下、ＭＣＴと略記する）26.4g と混合し、キサントフィル結晶ＭＣＴ懸濁液を35.1g 得た。該結晶懸濁液中のキサントフィル含有率は、試料をキサントフィル結晶を約50mgに代えて結晶懸濁液を約0.1gとする以外はキサントフィル純度と同様の方法を用いて算出した結果、20.2重量％であった。
【００２２】
実施例２
ケン化反応の開始３０分後、エタノールを除去する工程なしに、混合物に80℃の熱水を2000ml加える以外は実施例１と同様の方法を用いて、キサントフィル結晶を製造した。その結果、キサントフィル結晶が11.1g 得られた。キサントフィル純度および歩留まりを、実施例１と同様の方法を用いて算出した結果、それぞれ66.3％および73.4％であった。
【００２３】
実施例3
マリーゴールドオレオレジン（キサントフィルを約10重量％含有、エクアドルINEXA 社製）100gにエタノール100ml を加え、75℃でマグネチックスターラーにて撹拌し、混合、分散させた。混合物に55重量％水酸化カリウム水溶液を40g ゆっくりと添加した後に75℃に保持しながら30分間ケン化反応を行った。反応終了時の結晶サイズは最大約250 μm であった。反応終了後、混合物に80℃の熱水を2000ml加え、75〜80℃に保持しながら混合し、充分に均質化した混合液を調製した。該混合液を実施例１記載の方法により減圧ろ過した。ろ紙上に回収されたキサントフィル結晶に80℃の熱水を2000ml注いで洗浄した後、該結晶を常圧下、40℃で一晩乾燥した。この結果、キサントフィル結晶が8.9g得られた。キサントフィルの純度および歩留まりを、実施例１と同様の方法を用いて算出した結果、それぞれ84.1％および75.1％であった。
【００２４】
実施例４
マリーゴールドオレオレジン（キサントフィルを約10重量％含有、エクアドルINEXA 社製）50kgにエタノール50L を加えて、撹拌羽根（タイプIK；株式会社東芝製）を用いて1400rpm、75℃で攪拌して混合した。混合物に55％(w/v) 水酸化カリウム水溶液20kgをゆっくりと添加し、75℃に保持しながら攪拌してケン化反応を行った。反応開始約６分後、茶色の混合液中に明るいオレンジ色で光る部分が観察された。この時の混合液を顕微鏡で観察した結果、キサントフィル結晶が確認された。結晶の形成が確認された後、さらに30分間攪拌しながらケン化反応を行った。反応終了時の結晶サイズは最大約250 μm であった。反応終了後、混合物に80℃の熱水を1250L 加え、さらに加熱して80〜85℃に保持しながら混合し、さらに25％(w/v) 含むクエン酸水溶液を24kg加え、充分に均質化した混合液を調製した。該混合液中のキサントフィル結晶をシャープレス型超遠心機（Ｓ型超遠心分離機：株式会社喜商製）を用いて400L／時の処理速度で結晶を分離、回収した。回収した結晶ケーキ12.08kg を凍結真空乾燥機（DE4072型、日本真空技術株式会社製）を用いて凍結乾燥した。その結果、水分を0.5重量％含むキサントフィル結晶が4.30kg得られた。キサントフィルの純度および歩留まりを、実施例１と同様の方法を用いて算出した結果、それぞれ77.7％および歩留まりは66.8％であった。また、該結晶を実施例１と同様の方法を用いてＨＰＬＣにより分析した結果、結晶中のキサントフィルのうち、92.0重量％がオールトランスルテイン、5.6重量％がオールトランスゼアキサンチン、2.4重量％がシス型のルテイン等であった。
【００２５】
得られた結晶にＭＣＴを11.46kg 加えてよく混合した後、コロイドミル（スーパーマスコロイダー：増幸産業株式会社製）に通して結晶を粉砕し、キサントフィル結晶ＭＣＴ懸濁液を15.63kg 得た。該結晶懸濁液中のキサントフィル含有率は、実施例１と同様の方法を用いて算出した結果、21.0重量％であった。
【００２６】
比較例１
マリーゴールドオレオレジン（キサントフィルを約10重量％含有、エクアドルINEXA 社製）100gを65℃に加熱して充分に軟化させた後、これに60℃に加熱した10％(w/v) 水酸化カリウム水溶液2500g をゆっくりと添加した後に70℃に昇温し、撹拌しながらケン化反応を行った。反応開始１時間後、混合物中のキサントフィル量を実施例１と同様の方法を用いてＨＰＬＣにより分析したところ、ケン化率は６％であった。また、顕微鏡で観察した結果、オレオレジンの固まりしか確認されず、キサントフィル結晶の形成は確認できなかった。また、反応開始５時間後まで、混合物中にキサントフィル結晶の形成は全く確認できなかった。
【００２７】
比較例2
マリーゴールドオレオレジン（キサントフィルを約10重量％含有、エクアドルINEXA 社製）100gにプロピレングリコールを100g加えてマグネチックスターラーにて攪拌しながら、55℃で混合した。混合物に45％(w/v) 水酸化カリウム水溶液95g をゆっくりと添加した後に70℃に昇温し、撹拌しながら６時間ケン化反応を行った。反応開始３時間後に結晶が生成し始め、その後徐々に結晶が増加した。反応終了時の結晶サイズは最大で約50μmと小さいものであった。反応終了後、混合物に70〜80℃の熱水を2000ml加え、70〜80℃に保持しながら混合し、充分に均質化した混合液を調製した。該混合液を実施例１と同様の方法を用いて減圧ろ過した。ろ紙上に回収されたキサントフィル結晶に80℃の熱水を2000ml注いで洗浄した後、該結晶を常圧下、40℃で一晩乾燥した。この結果、キサントフィル結晶が9.9g得られた。キサントフィル純度および歩留まりを、実施例１と同様の方法を用いて算出した結果、それぞれ77.8% および77.3% であった。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、食品、飼料等に用いられるキサントフィル結晶を工業的に製造する方法を提供することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing xanthophyll crystals from oleoresin containing a xanthophyll ester. Xanthophyll crystals are useful as raw materials for colorants, dietary supplements and the like.
[0002]
[Prior art]
Carotenoids are used as coloring agents for foods, feeds, pharmaceuticals, cosmetics, etc., and are dietary supplements because they are physiologically active substances that have effects such as singlet oxygen scavenging, free radical supplementation, and immune enhancement. Used for.
Carotenoids can be broadly classified into carotene consisting of only hydrocarbons such as β-carotene, α-carotene and lycopene, and xanthophylls consisting of hydrocarbon and oxygen such as lutein, zeaxanthin, astaxanthin and canthaxanthin.
[0003]
Of the xanthophylls, lutein and zeaxanthin have a pineapple-like yellow color, and lutein has been reported to be effective in reducing the development of age-related macular degeneration and cataracts. It is attracting attention as a raw material.
As a method for producing xanthophyll crystals, marigold oleoresin is known to be saponified by mixing with propylene glycol, water and a saponifying agent (USP 5,648,564). However, in this method, the xanthophyll crystal formation rate is slow and the resulting xanthophyll crystal size is small, so it is difficult to separate and recover xanthophyll crystals, and propylene glycol used as a solvent has a high boiling point. Difficult to do.
[0004]
As a method for producing a lutein crystal, a method is known in which a lutein crystal is separated, purified and recovered using saponified marigold oleoresin (Japanese Patent Laid-Open No. 8-92205). However, this method requires a complicated process of forming lutein crystals, washing the lutein crystals with cold water and ethanol, and then recrystallizing the lutein crystals using an organic solvent such as hexane.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a method for industrially producing xanthophyll crystals used in foods, feeds and the like.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes (a) mixing a mixture containing oleoresin containing a xanthophyll ester, a saponifying agent and ethanol at 45 to 85 ° C. to form xanthophyll crystals in the mixture, (b) the mixture Adding hot water to and mixing at 60-90 ° C. to make a homogeneous mixture,
(c) recovering xanthophyll crystals from the mixture,
And a preparation containing xanthophyll crystals and edible fats and oils obtained by the production method.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, oleoresin containing xanthophyll ester is extracted from a part or all of a plant body such as flowers, fruits, leaves, stems, roots, bark, etc. containing xanthophyll ester with an organic solvent such as hexane, etc. A solid or liquid extract containing xanthophyll ester prepared using Examples of oleoresin containing xanthophyll ester include oleoresin containing lutein ester. An oleoresin containing a lutein ester is obtained by extracting a component containing a lutein ester from a dried marigold petal with an organic solvent such as hexane, and then removing the organic solvent from the solution containing the extracted component. Can be obtained as gin. Xanthophylls such as lutein and zeaxanthin contained in marigold oleoresin exist as monoester bonds or diester bonds with fatty acids having 12 to 18 carbon atoms such as lauric acid, myristic acid, palmitic acid and stearic acid.
[0008]
Xanthophyll crystals are formed in the mixture by mixing an oleoresin containing xanthophyll ester (hereinafter also simply referred to as oleoresin), a mixture containing a saponifying agent and ethanol with heating to 45-85 ° C. Can do.
The process will be described below.
The mixture containing oleoresin, saponifying agent, and ethanol saponifies oleoresin to form xanthophyll crystals, so that 2 to 100 parts by weight of saponifying agent and 30 to 30 parts of ethanol are added to 100 parts by weight of oleoresin. It is preferable to prepare so as to contain 1000 parts by weight.
[0009]
As the saponifying agent, any compound that can saponify oleoresin in a solution containing ethanol may be used, but potassium hydroxide or sodium hydroxide is preferably used, and potassium hydroxide is preferably used. Further preferred.
The mixture is prepared by adding a sufficient amount of a saponifying agent as an ethanol solution to oleoresin to saponify the oleoresin, or adding ethanol to oleoresin and mixing the mixture with stirring to saponify the oleoresin. A sufficient amount of a saponifying agent can be added as an aqueous solution and mixed. When the saponifying agent is potassium hydroxide, 20 to 100 parts by weight of an ethanol solution containing 1 to 20% by weight of potassium hydroxide is added to 100 parts by weight of oleoresin, or ethanol is added to 100 parts by weight of oleoresin. The mixture can be prepared by adding 30 to 1000 parts by weight of the mixture, mixing 3 to 1000 parts by weight of a 10 to 60% by weight aqueous potassium hydroxide solution, and mixing each.
[0010]
The mixture may contain any material such as water as long as it does not inhibit the steps from the saponification reaction of oleoresin to the recovery of xanthophyll crystals and is used in food production.
When the mixture is mixed at 45 to 85 ° C., preferably 60 to 80 ° C., more preferably 65 to 75 ° C., the dispersion of oleoresin in the mixture is good, and the saponification reaction of oleoresin proceeds rapidly. And a large xanthophyll crystal can be formed in a short time.
[0011]
The formation of xanthophyll crystals in the mixture can be confirmed by observing changes in the color tone, brightness, etc. of the mixture with the naked eye, or by observing the crystals collected from a sample with a microscope.
After the crystals are formed, ethanol contained in the mixture may be evaporated and removed by reacting the mixture for a long time at the temperature or under reduced pressure. By removing ethanol until the ethanol contained in the mixture is 30 wt% or less, preferably 20 wt% or less, the purity of xanthophyll crystals can be increased.
[0012]
In addition to xanthophyll crystals, the mixture prepared by the above-mentioned process contains ethanol, soaps derived from fatty acids produced by saponification, anthocyanins, water-soluble flavonoids, and other contaminants. Hot water is added to the mixture containing impurities, mixed at 60 to 90 ° C. to obtain a homogeneous mixture, and xanthophyll crystals are recovered from the mixture to separate the impurities contained in the mixture. Xanthophyll crystals can be recovered.
[0013]
The process will be described below.
The mixture is usually added 5 to 100 times by weight, preferably 5 to 40 times the amount of hot water, with respect to the starting material oleoresin to 60 to 90 ° C., preferably 75 to 85 ° C. The viscosity of the saponification reaction product is lowered by stirring and mixing while maintaining the water, and the soap derived from the fatty acid produced by the saponification reaction is dissolved to prepare a homogeneous mixed solution. The homogeneous mixed solution refers to a mixed solution that is suspended or dispersed almost uniformly as a whole. If the temperature at which the liquid mixture is prepared is low, the viscosity of the liquid mixture increases, so that separation of xanthophyll crystals is hindered, and the solubility of soap in water decreases, so that a large amount of soap remains in the xanthophyll crystals as contaminants. This is not preferable because the xanthophyll purity of the crystal is lowered. In order to adjust the pH of the xanthophyll crystal, an organic acid such as citric acid, lactic acid, tartaric acid and acetic acid, an inorganic acid such as hydrochloric acid and sulfuric acid, etc. may be added when preparing a homogeneous mixed solution.
[0014]
After preparing a homogeneous mixed solution, xanthophyll crystals are converted from the mixed solution into a water-soluble saponifying agent by using a method such as vacuum filtration, pressure filtration, basket centrifugal filtration, centrifugal separation, continuous centrifugal separation, or the like. It can be separated and recovered from ethanol, soap, anthocyanins, water-soluble flavonoids and the like.
The recovered xanthophyll crystals may be used as they are, but those obtained by repeating the washing step with hot water one to several times may be used. However, if the washing process with hot water is repeated too much, the yield of the crystal is lowered, which is not preferable.
[0015]
The xanthophyll crystal obtained by the above method may be used as it is, but it is usually preferable to use xanthophyll crystal containing 5% by weight or less of water by drying by freeze vacuum drying, vacuum drying, low temperature normal pressure drying or the like. .
Examples of xanthophyll crystals produced by the method of the present invention include xanthophyll crystals produced using marigold oleoresin as oleoresin containing a xanthophyll ester. When marigold oleoresin is used, xanthophyll crystals having a xanthophyll purity of 60 to 90% are usually obtained. The xanthophyll is obtained as a crystal having a composition in which 90 to 99% by weight is all-trans lutein, 1 to 10% by weight is all-transzeaxanthin, cis-type lutein and the like are trace amounts. Further, the yield of the crystal is usually about 60 to 85%, although it is influenced by the separation method, the number of washings, and the like.
[0016]
The process of the present invention produces relatively large xanthophyll crystals. Many of the crystals obtained by the present invention are rectangular, and there are many crystals having a long side length of 100 μm or more, some exceeding 200 μm, and crystals reaching a maximum of about 250 μm are also observed. In addition, the xanthophyll crystal produced by the method of the present invention contains impurities such as fatty acid soap and fatty acid that could not be washed, but does not use a toxic organic solvent such as hexane. It is a highly safe feed material.
[0017]
The xanthophyll crystal produced by the method of the present invention can be used as a raw material for coloring agents, nutritional supplements and the like as it is, but for producing a preparation containing the crystal and edible oil (hereinafter referred to as the preparation of the present invention). It can also be used.
The preparation of the present invention can be produced by dispersing or suspending xanthophyll crystals produced by the method of the present invention in edible fats and oils. At this time, it is preferable to perform a pulverization process using a colloid mill, a ball mill, a roll mill, a homogenizer, or the like, because the crystals are homogeneously dispersed in the edible oil and fat and a preparation having a low viscosity can be produced. The preparation of the present invention may contain, for example, an antioxidant such as tocopherol as an additive as long as it is used for foods, feeds and the like. The xanthophyll content in the preparation of the present invention is preferably 1 to 40% by weight.
[0018]
Edible oils and fats include vegetable oils such as soybean oil, rapeseed oil, corn oil, olive oil, coconut oil, peanut oil, safflower oil, sunflower oil, rice oil, animal and vegetable oils such as beef fat, pork fat, fish oil, carbon number 6 Processed edible fats and oils such as -12 medium chain saturated fatty acid triglycerides (MCT) can be used alone or in combination.
The preparation of the present invention is used as a raw material for coloring agents, nutritional supplements and the like.
Examples are shown below.
【Example】
[0019]
Example 1
Add 200 ml of ethanol solution containing 10% (w / v) potassium hydroxide to 100 g of marigold oleoresin (contains about 10% by weight of xanthophyll, manufactured by Ecuador INEXA) and stir with a magnetic stirrer. The saponification reaction was performed at ° C. About 20 minutes after the start of the reaction, a bright orange glowing portion was observed in the brown mixture. As a result of observing the mixed solution at this time with a microscope, xanthophyll crystals were observed.
[0020]
About 30 minutes after the start of the reaction, the temperature was raised to 75 to 80 ° C. and the reaction was further continued for about 1 hour to remove most of the ethanol from the mixture to obtain 150 g of the mixture. The crystal size at the end of the reaction was a maximum of about 250 μm. After completion of the reaction, 2000 ml of hot water at 80 ° C. was added to the mixture and mixed while maintaining at 75-80 ° C. to prepare a sufficiently homogenized mixture. The mixed solution was suction filtered using a filter paper (TOYO No. 5A, manufactured by Advantech) on a Buchner funnel. The xanthophyll crystals collected on the filter paper were washed by pouring 2000 ml of hot water at 80 ° C. and then dried overnight at 40 ° C. under normal pressure. As a result, 8.7 g of xanthophyll crystals having a water content of 1% by weight or less were obtained.
About 50 mg of the crystal was taken and precisely weighed as a sample, and dioxane was added to make a 100 ml solution. Ethanol was added to 1 ml of the obtained solution to make 100 ml. The absorbance at 445 nm of this solution was measured, and the purity of xanthophyll in the crystal was calculated from the following equation from the molecular extinction coefficient E1% 1 cm = 2550 (wavelength 445 nm) of lutein in ethanol.
Xanthophyll purity = (OD ₄₄₅ x 100 x 100) / (2550 x sample weight (g))
As a result, the xanthophyll purity in the crystals was 84.7%. Moreover, the yield of xanthophyll was calculated as 73.7% from this value.
The xanthophyll crystals were analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC). As a result, of the xanthophylls in the crystals, 91.6% by weight was all-trans lutein, 6.6% by weight was all-transzeaxanthin, 1.8% by weight was cis-type lutein, etc. there were.
[0021]
The HPLC analysis was performed under the following conditions.
HPLC system: SHIMADZU LC-10A
Flow rate: 1 ml / min Mobile phase: 0 to 6 minutes methanol only, 6 to 10 minutes increase 2-propanol concentration to 5% (v / v), 10 to 15 minutes increase 2-propanol concentration to 5% 15-25 minutes, increase 2-propanol concentration to 25%, 25-30 minutes increase 2-propanol concentration to 50%, 30-40 minutes increase 2-propanol concentration to 75%, hexane concentration to 25% %, Decrease methanol concentration to 0%, maintain 2-propanol concentration at 75% and hexane concentration at 25% for 40-50 minutes, methanol only column for 50-60 minutes: YMC PACK C30 reverse phase column ( 4.6 x 250mm, particle size 5μm)
Column temperature: 28 ° C
Detector: SHIMADZU SPD-10A (UV DETECTOR)
Detection wavelength: 450nm
Sample injection volume: 10 μl
Xanthophyll preparations: All-Trans Lutein (Sigma), All-Transzeaxanthin (Apin Chemicals)
The obtained crystals were mixed with 26.4 g of medium chain saturated fatty acid triglyceride (hereinafter abbreviated as MCT) to obtain 35.1 g of xanthophyll crystal MCT suspension. The xanthophyll content in the crystal suspension was calculated using the same method as xanthophyll purity except that the sample was replaced with about 50 mg of xanthophyll crystals and the crystal suspension was about 0.1 g. Met.
[0022]
Example 2
30 minutes after the start of the saponification reaction, xanthophyll crystals were produced in the same manner as in Example 1 except that 2000 ml of 80 ° C. hot water was added to the mixture without the step of removing ethanol. As a result, 11.1 g of xanthophyll crystals were obtained. Xanthophyll purity and yield were calculated using the same method as in Example 1, and found to be 66.3% and 73.4%, respectively.
[0023]
Example 3
100 g of ethanol was added to 100 g of marigold oleoresin (containing 10% by weight of xanthophyll, manufactured by Ecuador INEXA), and the mixture was stirred and mixed at 75 ° C. with a magnetic stirrer. After slowly adding 40 g of 55% by weight aqueous potassium hydroxide solution to the mixture, saponification reaction was carried out for 30 minutes while maintaining at 75 ° C. The crystal size at the end of the reaction was a maximum of about 250 μm. After completion of the reaction, 2000 ml of hot water at 80 ° C. was added to the mixture and mixed while maintaining at 75-80 ° C. to prepare a sufficiently homogenized mixture. The mixture was filtered under reduced pressure by the method described in Example 1. The xanthophyll crystals collected on the filter paper were washed by pouring 2000 ml of hot water at 80 ° C. and dried at 40 ° C. under normal pressure overnight. As a result, 8.9 g of xanthophyll crystals were obtained. As a result of calculating the purity and yield of xanthophyll using the same method as in Example 1, they were 84.1% and 75.1%, respectively.
[0024]
Example 4
Add 50L of ethanol to 50kg of marigold oleoresin (containing 10% by weight of xanthophyll, manufactured by Ecuador INEXA), and mix by stirring at 75 ° C at 1400rpm using a stirring blade (type IK; manufactured by Toshiba Corporation). . To the mixture, 20 kg of a 55% (w / v) potassium hydroxide aqueous solution was slowly added, and a saponification reaction was carried out while stirring at 75 ° C. About 6 minutes after the start of the reaction, a bright orange glowing part was observed in the brown mixture. As a result of observing the mixed solution at this time with a microscope, xanthophyll crystals were confirmed. After the formation of crystals was confirmed, the saponification reaction was performed with stirring for another 30 minutes. The crystal size at the end of the reaction was a maximum of about 250 μm. After completion of the reaction, add 1250L of 80 ° C hot water to the mixture, heat and mix while maintaining at 80-85 ° C, add 24kg of citric acid solution containing 25% (w / v), and homogenize thoroughly A prepared liquid mixture was prepared. The xanthophyll crystals in the mixed solution were separated and collected at a processing rate of 400 L / hour using a sharpless ultracentrifuge (S type ultracentrifuge: manufactured by Kisho Co., Ltd.). The recovered crystal cake (12.08 kg) was freeze-dried using a freeze vacuum dryer (DE4072 type, manufactured by Nippon Vacuum Technology Co., Ltd.). As a result, 4.30 kg of xanthophyll crystals containing 0.5% by weight of water were obtained. The purity and yield of xanthophyll were calculated using the same method as in Example 1. As a result, the yield was 77.7% and the yield was 66.8%, respectively. The crystals were analyzed by HPLC using the same method as in Example 1. As a result, among the xanthophylls in the crystals, 92.0% by weight was all-trans lutein, 5.6% by weight was all-transzeaxanthin, and 2.4% by weight was cis-type. Lutein, etc.
[0025]
After 11.46 kg of MCT was added to the obtained crystals and mixed well, the crystals were pulverized through a colloid mill (Supermass colloider: manufactured by Masuko Sangyo Co., Ltd.) to obtain 15.63 kg of xanthophyll crystal MCT suspension. As a result of calculation using the same method as in Example 1, the xanthophyll content in the crystal suspension was 21.0% by weight.
[0026]
Comparative Example 1
10% (w / v) potassium hydroxide heated to 60 ° C after sufficiently softening 100g of marigold oleoresin (containing 10% by weight of xanthophyll, manufactured by Ecuador INEXA) to 65 ° C After slowly adding 2500 g of an aqueous solution, the temperature was raised to 70 ° C., and a saponification reaction was carried out with stirring. One hour after the start of the reaction, the amount of xanthophyll in the mixture was analyzed by HPLC using the same method as in Example 1. As a result, the saponification rate was 6%. Moreover, as a result of observing with a microscope, only the mass of the oleoresin was confirmed, and the formation of xanthophyll crystals could not be confirmed. Further, formation of xanthophyll crystals in the mixture could not be confirmed until 5 hours after the start of the reaction.
[0027]
Comparative Example 2
100 g of propylene glycol was added to 100 g of marigold oleoresin (containing about 10% by weight of xanthophyll, manufactured by Ecuador INEXA), and mixed at 55 ° C. while stirring with a magnetic stirrer. After slowly adding 95 g of 45% (w / v) aqueous potassium hydroxide solution to the mixture, the mixture was heated to 70 ° C. and subjected to saponification reaction with stirring for 6 hours. Crystals started to form 3 hours after the start of the reaction, and then gradually increased. The crystal size at the end of the reaction was as small as about 50 μm at the maximum. After completion of the reaction, 2000 ml of hot water at 70-80 ° C. was added to the mixture and mixed while maintaining at 70-80 ° C. to prepare a fully homogenized mixture. The mixture was filtered under reduced pressure using the same method as in Example 1. The xanthophyll crystals collected on the filter paper were washed by pouring 2000 ml of hot water at 80 ° C. and dried at 40 ° C. under normal pressure overnight. As a result, 9.9 g of xanthophyll crystals were obtained. The xanthophyll purity and yield were calculated using the same method as in Example 1, and were 77.8% and 77.3%, respectively.
[0028]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the method of manufacturing xanthophyll crystal used for a foodstuff, feed, etc. industrially can be provided.

Claims

(a) mixing a mixture containing oleoresin containing xanthophyll ester, saponifying agent and ethanol at 45 to 85 ° C. to form xanthophyll crystals in the mixture;
(b) adding hot water to the mixture and mixing at 60 to 90 ° C. to make a homogeneous mixture;
(c) recovering xanthophyll crystals from the mixture,
The manufacturing method of the xanthophyll crystal characterized by including this.

The method of claim 1, wherein the xanthophyll ester is a lutein ester.

The method of claim 1 wherein the oleoresin containing xanthophyll ester is marigold oleoresin.

The process according to claim 1, wherein the saponifying agent is potassium hydroxide or sodium hydroxide.