JP4184148B2 - コチニール色素の精製方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原料であるエンジムシに由来するアレルゲンとなりうるタンパク質および夾雑物を除去し、経口摂取される製品（食品、医薬品など）および皮膚接触する製品（化粧品など）に配合しても安全なコチニール色素及び該色素を含有する色素製剤、ならびにその精製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から医薬品や食品等の着色料として広く用いられているコチニール色素は、メキシコ、中央アメリカ及び南米国の砂漠地帯に産するサボテン科のベニコイチジク（Nopalea coccinellifera）等に寄生するカイガラムシ科エンジムシ（Coccus cacti L.）の雌の体内に含まれる赤色色素に由来する。このため、コチニール色素は、上記エンジムシを原料としてその乾燥体を水又はアルコールで抽出して調製されている。
【０００３】
最近になって、上記の如く昆虫を原料として調製されるコチニール色素には、アレルゲンとなる夾雑タンパク質が含まれており、アレルギーを引き起こす要因になる可能性があるという報告がなされている（非特許文献１）。
【０００４】
本願出願人は、係る問題点に鑑み、その後の研究報告よりアレルギーの原因となるエンジムシ由来の特定のタンパク質（分子量6,000以上のタンパク質）を除去する方法を開発し、これを開示した（特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
WO 02／22743 A1
【非特許文献１】
Lizaso, M. T. et al.,Ann. Allergy Asthma Immunol., 84 (5), 549-552 (2000)
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術ではタンパク質の除去を行うために多数の工程が必要になることから、製造時間が長く、設備も必要であった。
【０００７】
そのため、コチニール色素に含まれるアレルゲンとなるタンパク質を、特段の設備を必要とせず時間的にも効率よく除去できる方法が必要とされていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねていたところ、吸着樹脂にコチニール色素を吸着させた状態で、強酸性、好ましくはpH2.5以下、さらに好ましくはpH2.0以下の含水アルコールにより洗浄することで、効果的にタンパク質を除去できるという知見を得た。
【０００９】
既に本願出願人がWO 02／22743 A1において開示している精製方法においてもタンパク質の除去の一手段として吸着樹脂を使用する工程を上げているが、係る工程は本願発明とは異なり、コチニール色素を吸着させ、水で洗浄後すぐに脱着させており、強酸性の含水アルコールによる洗浄については言及されていない。このことより、WO 02／22743 A1に記載された発明と、本願発明は全く異なる精製方法であることが明らかである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、原料として用いるエンジムシに由来するアレルゲンとなるものを含むタンパク質を実質的に含まないことを特徴とするコチニール色素である。
【００１１】
コチニール色素は、一般にアントラキノン系色素のカルミン酸を主成分とする赤色素であって、前述するようにカイガラムシ科エンジムシ（Coccus cacti L.）を原料として調製される。
【００１２】
かかる本発明のコチニール色素は、エンジムシを適当な溶媒で抽出処理して得られるコチニール抽出液にタンパク質分解処理したものを吸着樹脂に吸着させ、強酸性の含水アルコールにより洗浄し脱着することによって得ることができる。
【００１３】
タンパク質分解処理は、通常、酵素を用いて行うことができる。タンパク質分解処理に用いられる酵素としては、タンパク質またはペプチドを分解する作用を有する酵素であれば特に制限されない。簡便には、例えばプロテアーゼ、ペプチターゼなどとして市販されているものを使用すればよい。酵素によるタンパク質分解処理は、使用する各酵素に適した条件で実施することができる。例えば、酸性条件下で酵素処理する場合は、上記のコチニール抽出液を例えば塩酸、硫酸若しくはリン酸等の無機酸又はクエン酸、リンゴ酸、酒石酸、乳酸、酢酸若しくはフマル酸等の有機酸を用いて、pH3〜5、好ましくはpH3.5〜4.5の範囲に調製することが好ましい。また、タンパク質分解処理を行う温度条件は、特に制限されないが、通常30〜60℃の範囲で実施することができる。
【００１４】
かくして得られたタンパク質分解処理液は、必要に応じて濾過、共沈または遠心分離によって生じた沈殿物を除去した後、そのまま若しくは濃縮して、吸着処理に供せられる。
【００１５】
尚、上記沈殿物を濾過する場合には、例えば珪藻土やセライトなどの濾過助剤を用いて行うことができ、これらの濾過助剤を用いることによって微細で濾過が困難なものまで除去することができる。
【００１６】
吸着処理は、常法に従って行うことができ、例えば活性炭、シリカゲルまたは多孔質セラミックなどの担体を用いた吸着樹脂；スチレン系のデュオライトS−861（商標、Duolite、USAダイヤモンド・シャムロック社製、以下同じ）、デュオライトS−862、デュオライトS−863又はデュオライトS−866；芳香族系のセパビーズSP700（商標、三菱化学（株）製、以下同じ）、セパビーズSP825；ダイヤイオンHP10（商標、三菱化学（株）製、以下同じ）、ダイヤイオンHP20、ダイヤイオンHP21、ダイヤイオンHP40及びダイヤイオンHP50；あるいはアンバーライトXAD−4（商標、オルガノ製、以下同じ）、アンバーライトXAD−7、アンバーライトXAD−1180、アンバーライトXAD−2000などの吸着樹脂担体を用いた吸着処理をあげることができる。
【００１７】
吸着処理は、制限はされないが酸性条件下で行うことが好ましい。具体的には、吸着処理に供する試料である上述のタンパク質分解処理液に、前述する無機酸又は有機酸を添加しpHを2〜4、好ましくはpH3程度に調整することが好ましい。
【００１８】
コチニール色素を含有するタンパク質分解処理液は、吸着処理に供されることにより、該吸着樹脂等の担体にコチニール色素が吸着される。そして、本発明に係る製造方法である強酸性に調整された含水アルコールにより洗浄することで、含まれているタンパク質や酵素処理によって分解されて低分子量化されたタンパク質・ペプチドが除去される。該強酸性に調整された含水アルコールは、使用する吸着樹脂の種類により適宜調整することができるが、pH3以下、好ましくはpH2.5以下に調整するとよい。
【００１９】
本発明の精製方法で使用する強酸性の含水アルコールは、5〜20重量%、好ましくは10〜18重量%のアルコールを含有するものであればよい。アルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール又はブタノール等の炭素数1〜4の低級アルコールを挙げることができる。好ましくはエタノールである。係る含水アルコールのアルコール濃度は、コチニール色素の吸着処理で担体とする樹脂の種類、性質等により適宜変更し使用することができる。一方、該含水アルコールのpHを強酸性、好ましくはpH2.5以下にするために添加するものとしては、硫酸、塩酸等、pHが2.5以下になるものであれば制限無く使用することができる。
【００２０】
次いで、吸着用担体に吸着担持されたコチニール色素は、例えば含水アルコールなどの適当な溶媒で該担体より溶出される。尚、係る溶出処理を行う前に、吸着用担体からコチニール色素が脱離しない、例えば水などの適当な溶媒で洗浄することが好ましい。
【００２１】
この場合、溶出処理の溶媒はpH7〜9程度の液性を有するものが好ましく、係るpHには例えばクエン酸三ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等で調整することができる。
【００２２】
さらに、上記吸着処理後の液に対して、再度吸着処理を行っても、また、イオン交換処理、膜処理又は酸処理等の各種処理に供することができる。
【００２３】
イオン交換処理は、特に制限されず慣用のイオン交換樹脂を使用し常法に従って陽イオン交換樹脂または陰イオン交換樹脂による処理を行うことができる。
【００２４】
また、本発明でいう膜処理とは、膜による濾過処理を広く意味するものであり、例えばメンブランフィルター（MF）濾過膜、ウルトラフィルター（UF）濾過膜、ナノフィルター（NF）濾過膜、逆浸透（reverse osmosis（RO））濾過膜及び電気透析膜などの機能性高分子膜を用いた濾過処理を挙げることができる。また、膜処理法としては、これらの膜を利用した方法の他、イオンの選別膜による濃度勾配を利用した透析法、隔膜としてイオン交換膜を使用し電圧を印加する電気透析法などが知られている。
【００２５】
さらに酸処理は、コチニール抽出液のタンパク質分解処理液若しくは吸着処理後の液をpH1〜6、好ましくは1.5〜4に調整し、酸性条件下に曝されることによって実施できる。具体的には、上記処理液に酸を添加することで簡便に実施することができる。係る酸としては、食品添加物として通常使用できる酸であれば特に制限されず、係る中から任意に選択使用することができる。酸の組み合わせ、温度条件についても特に制限されない。
【００２６】
また、任意処理として、炭酸ガス、エチレン、プロパン等をコチニール抽出液のタンパク質分解処理液又は吸着処理液に臨界点以上の温度、圧力下の密閉系装置内で接触させる処理も行うことができる。
【００２７】
上記の各処理は、コチニール抽出液のタンパク質分解処理液又は吸着処理液に対して1種単独で行っても、また2種以上の処理を任意の順番で組み合わせて行ってもよく、また同一の処理を、同一もしくは異なる条件で、繰り返し実施してもよい。
【００２８】
かくして本発明の製造方法により得られるコチニール色素は、アレルゲンとなるエンジムシ由来のタンパク質が効果的に除去されたものであって、これによって経口摂取されるか若しくはその可能性がある食品、医薬品、医薬部外品および皮膚接触する製品（化粧品）等に配合しても、そのアレルギー症状を誘発しないコチニール色素を提供することができる。また、本発明の製造方法によって得られるコチニール色素は、沈殿物を経時的にほとんど生じず、保存安定性にすぐれたものである。
【００２９】
尚、コチニール色素とは主にカルミン酸を意味するものであるが、本発明のコチニール色素の範疇には、当該カルミン酸に加えて、カルミン酸にアルミニウムイオン又はカルシウムイオン等の金属イオンが結合してなるカルミン（錯体及びそのポリマーを含む）が含まれる。カルミンには、具体的にはカルミン酸をアルミニウムイオンとの錯体及びその重合体（アルミニウムレーキ）又はカルミン酸とカルシウムイオンとの錯体及びその重合体（又はカルシウムレーキ）を例示することができる。
【００３０】
かくして本発明より得られるコチニール色素は、さらに食品衛生上又は薬学的に許容される担体や添加剤を配合して色素組成物として調製することができる。係る色素組成物には、飲料を含む食品、医薬品、医薬部外品又は化粧品などの着色、特に経口的に摂取されるか若しくはその可能性のある製品および皮膚接触する製品（化粧品）の着色に用いられる色素製剤として好適に使用できる。
【００３１】
色素製剤の形態は特に制限されず、例えば水、エタノールなどのアルコール又はその他の溶媒（例えばプロピレングリコール、グリセリン等）を担体として用いて、それにコチニール色素を溶解若しくは分散させてなる溶液状態、又は例えばデキストリン、乳糖、粉末状水飴等を担体（賦形剤）として用いて、それをコチニール色素に配合して粉状、顆粒状、錠剤状若しくは丸剤状に成型してなる乾燥（固形）状態の色素製剤として調製することができる。
【００３２】
当該色素製剤に配合される添加剤としては、特に制限されないが、色素や色素製剤に通常用いられる保存剤（酢酸ナトリウム、プロタミンなど）、安定剤（アラビアガム、ジェランガム、カラギーナン、トレハロース、水溶性ヘミセルロース、リン酸ナトリウム、メタリン酸ナトリウムなど）、乳化剤（レシチン、ショ糖脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステルなど）又は酸化防止剤（チャ抽出物、生コーヒー抽出物、ヒマワリ種子抽出物、酵素処理ルチン、ルチン分解物（ケルセチン）、酵素処理イソクエルシトリン、トコフェロール類、アスコルビン酸類など）などの食品添加物を挙げることができる。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明の内容を以下の実施例、比較例を用いて具体的に説明するが、本発明はこれらに何ら限定されるものではない。
【００３４】
実施例 1
コチニール色素の精製
エンジムシ乾燥粉末35kgに苛性ソーダでpH7.5に調整した水800Lを加えて90〜100℃で20〜30分間攪拌しながらコチニール色素を抽出した。抽出後、60メッシュ金網にて固液分離した液（コチニール抽出液）にクエン酸を加え、コチニール抽出液をpH4に調整し、約50℃まで冷却したところで、タンパク質分解酵素0.1％を添加して上記温度にて3時間攪拌した。次いで、得られたタンパク質分解処理液をクエン酸でpH3に調整した後、濾過助剤及び珪藻土を配合してろ紙濾過し、タンパク質分解液約250Lを得た。このコチニールタンパク質分解処理液（色価7.81、pH3.0、256g）を樹脂塔に充填した吸着樹脂アンバーライトXAD−1180（50mL）に通液してコチニール色素を吸着させ、次いで該樹脂を硫酸でpH1.5に調整した下記表の濃度のエタノール水200mLで洗浄した。次いで水200mLで洗浄した後、1.65重量%クエン酸三ナトリウムの20%エタノール溶液（pH8.3）40mL、20%エタノール40mL、イオン交換水を用いてコチニール色素を溶出し、溶出液100mLを得た。
【００３５】
上記吸脱着処理を繰り返し行い、得られた溶出液を40℃減圧濃縮したものの色素収率を測定し、セミミクロケルダール法によるタンパク質含量の測定を行った。
【００３６】
また、比較例として、吸着後の洗浄液として、同量のイオン交換水を用いたものを比較例とした。
【００３７】
尚、ここで色価とは、当該対象のコチニール色素を含有する溶液（0.1Ｎ塩酸水）の可視部での極大吸収波長（495nm付近）における吸光度を測定し、該吸光度を10w/v%溶液の吸光度に換算した数値である。
【００３８】

【００３９】
上記実験結果より、比較例のように単に水で洗浄して得られた色素と、本発明の実施例であるpH2.5以下の含水アルコールで洗浄した色素では、色素の収率の面では大きな差は生じていないが、含まれているタンパク質の含量に有意な差が生じていた。色素の収率及びタンパク質除去の効率の面から、硫酸によりpH1.5に調整した15〜17.5%エタノール水により洗浄を行うことが好適であることが明らかとなった。
【００４０】
以上より、エンジムシから抽出されるコチニール色素抽出液に含まれる、エンジムシ由来のタンパク質を、本発明のような簡便な吸着処理を行うだけで、効率よくタンパク質を除去できることが可能となった。

Claims (3)

1. 吸着樹脂処理を行うことを特徴とするコチニール色素の精製工程中にて、その吸着樹脂への吸着処理後に、強酸性に調整した含水アルコールにて洗浄を行ってからコチニール色素を脱着処理することを特徴とするコチニール色素の精製方法。
2. 強酸性に調整した含水アルコールのｐＨが２．５以下である請求項１記載のコチニール色素の精製方法。
3. 含水アルコールが、５〜２０重量％エタノール液である請求項１又は２記載のコチニール色素の精製方法。