JP4826740B2

JP4826740B2 - フラボノイドの可溶化剤及び可溶化方法

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Publication number: JP4826740B2
Application number: JP2005511324A
Authority: JP
Inventors: 真一津崎; 智和根崎; 秀雄荒木
Original assignee: Fuji Oil Co Ltd
Current assignee: Fuji Oil Co Ltd
Priority date: 2003-07-02
Filing date: 2004-06-24
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2024-06-24
Also published as: US7387805B2; WO2005003112A1; US20060153936A1; JP5541235B2; CN1816537A; JPWO2005003112A1; JP2011225586A; AU2004253788A1; CN1816537B; AU2004253788B2

Description

本発明は、一般に難溶性であるフラボノイドを高度に可溶化することのできるフラボノイド可溶化剤及び可溶化方法に関する。

特公平４−２７８２３号公報特開平３−２７２９３号公報特許第３０６０２２７号公報特開平５−１７６７８６号公報特開平７−１０７９７２号公報特開平１０−１０１７０５号公報特開平９−３０９９０２号公報特開平１０−２９８１７５号公報特開２００３−１９５号公報ＰｌａｎｔａＭｅｄ，６７（１），４９−５４，２００１

フラボノイドとは、フェニルクロマン骨格（Ｃ６−Ｃ３−Ｃ６／Ａ環−Ｃ環−Ｂ環）を基本構造とする芳香族化合物であり、Ｃ環部分の違いによりフラボン類、フラボノール類、フラバノン類、フラバノノール類、イソフラボン類、アントシアニン類、フラバノール類、カルコン類、オーロン類などに分類される。近年、天然成分の様々な機能性の解明が進み、フラボノイドの生理機能が注目されるようになってきている。しかしながら、フラボノイドは水に難溶性のものが多く、食品、特に飲料などにおいては、製造時や保存中に白濁や沈殿などの問題が生じてしまい、産業上の利用が難しかった。

このため、フラボノイドを可溶化させる方法として従来、イソフラボン、ルチン、ヘスペリジン等にα−グリコシル糖転移酵素を作用させてα−グリコシルイソフラボノイド、α−グリコシルルチン、α−グリコシルヘスペリジンに変換する方法（特許文献１〜３）、カテキン類とグルコース−１−リン酸またはシュークロースとの混合液にシュークロースホスホリラーゼを作用させカテキン類配糖体を得る方法（特許文献４）、フラボノイド類をｐＨ８以上のアルカリ域で、あるいは／及びサイクロデキストリンを加えて可溶化し、サイクロデキストリン合成酵素で糖転移させ配糖体を生成させる方法（特許文献５）、フラボノイドを強アルカリ溶液で溶解し増粘多糖類溶液に添加する方法（特許文献６）、イソフラボンをサイクロデキストリンで包接する方法（特許文献７，８）などが知られている。

しかし、上記方法はいずれも特定のフラボノイドに対する可溶化法や構造変換により溶解性を高める方法であり、基盤技術として天然に存在するフラボノイド全般に対する可溶化法を提供するものではなく、汎用性の面で問題がある。特許文献７，８の方法では、サイクロデキストリンはそれ自体溶解度があまり高くないため添加量が制限され、また添加量が多いとフレーバーなどを包接してしまうため、食品の風味付けなどの商品設計に支障をきたす場合がある。

一方、イソフラボン類はマメ科及びアヤメ科植物に主として配糖体の形で存在する。具体的にはダイジン、ゲニスチン、グリシチン、及びマロニル配糖体である６″−Ｏ−マロニルダイジン、６″−Ｏ−マロニルゲニスチン、６″−Ｏ−マロニルグリシチン、及びアセチル配糖体である６″−Ｏ−アセチルダイジン、６″−Ｏ−アセチルゲニスチン、６″−Ｏ−アセチルグリシチン、及びアグリコンであるダイゼイン、ゲニステイン、グリシテイン等が存在する。これらのイソフラボン類も概して水難溶性であるが、その中でもマロニル配糖体は側鎖に解離基を持つため比較的水に溶けやすい性質を有することで知られているが、イソフラボンのみならず、ましてや他のフラボノイドに対して可溶化作用を有することはこれまで知られていない。

サポニン類は化学構造上、主にステロイドサポニンとトリテルペノイドサポニンに分類される。トリテルペノイドサポニンであるキラヤサポニン、大豆サポニン、エンジュサポニンは食品用の天然乳化剤として知られている。特許文献９にはサポニン類をグリセリンや糖類などと併用することによりケルセチンなどを含むイチョウ葉抽出物を可溶化する技術が開示されている。そしてキラヤサポニンが特に界面活性能に優れているから好ましいとされている。しかしサポニン類はルチン等の水難溶性化合物に対する可溶化作用は弱く、一般的に可溶化剤とすべきではないとの報告もあることから（非特許文献１）、界面活性能が高いからといってフラボノイドの可溶化能が高いか否か、どれほど汎用性が高いのかは不明である。

本発明の目的は、難溶性フラボノイドの新規な可溶化方法を提供することにある。

本発明者らは、上記の課題に対して鋭意研究を重ねた結果、全く意外にも、水性媒体中において大豆サポニンまたはマロニルイソフラボン配糖体をフラボノイドと共存させると、フラボノイドの水に対する溶解性が向上すること、さらに大豆サポニンとマロニルイソフラボン配糖体を併存させるとフラボノイドの溶解性がフラボノイドの種類によってはさらに向上することを見出し、本発明を完成させた。

即ち、本発明はフラボノイドにマロニルイソフラボン配糖体及び／又は大豆サポニンを水性媒体中に共存させることを特徴とするフラボノイドの可溶化法に関するものである。

本発明の方法は、天然に存在する水に難溶な各種フラボノイド全般に対して、煩雑な加工処理を行うことなく、容易な操作で透明に可溶化することができる極めて汎用性・操作性の高い方法である。さらに可溶化されたフラボノイドは低温下で長期の保存に亘って沈殿を生成することないので、保存安定性・冷蔵安定性にも優れた効果を有する。
作用

本発明におけるフラボノイドの可溶化機構は解明できていないが、大豆サポニンが水性媒体中でフラボノイドと混合ミセルを形成することにより可溶化されるのではないかと推測される。さらにマロニルイソフラボン配糖体は、芳香族環同士の疎水的相互作用によりフラボノイドとの親和性が高まり、水への可溶化力が向上するのではないかと推察される。そして両成分が併存すると、フラボノイドの種類によっては相乗的に可溶化力が向上すると推察される。

以下、本発明を具体的に説明する。先ず本発明におけるフラボノイドとしては、例えばフラボン類（フラボン、アピゲニン、ルテオリン、バイカレイン、クリシン等）、フラボノール類（ケンフェロール、ケルセチン、ミリセチン等）、フラバノン類（ヘスペレチン、ナリンゲニン、リキリチゲニン等）、フラバノノール類（アルピノン、タキシフォリン等）、イソフラボン類（ダイゼイン、ゲニステイン、グリシテイン、エクオール、ビオカニンＡ、クメストロール、プエラリン、ホルモノネチン等）、アントシアニン類（ペラルゴニジン、シアニジン、デルフィニジン、マルビジン、ペツニジン、ペオニジン、ペチュニジン等）、フラバノール類（エピカテキン、エピカテキンガレート、エピガロカテキン、エピガロカテキンガレート、テアフラビン等のカテキン類、ロイコアントシアニジン等）、カルコン類（カルタミン、フロレチン等）、オーロン類（オールーシジン等）などとそれらの配糖体及び類縁体が挙げられるが、特に限定されず、あらゆるフラボノイドに対して広く適用が可能である。これらのフラボノイドは概して水難溶性の性質を有する。

次にフラボノイドの可溶化方法について説明する。フラボノイドを可溶化するには、水性媒体中にフラボノイド並びに、大豆サポニン及び／又はマロニルイソフラボン配糖体を共存させればよく、マロニルイソフラボン配糖体及び大豆サポニンを併用することが最も可溶化能・汎用性に優れ、好ましい。

水性媒体としては、水、アルコール水溶液、アルカリ水溶液や、糖類、果汁、野菜汁、ビタミン類、酸味料、甘味料、塩類等が添加された水溶液が含まれる。また乳などの水中油型乳化エマルジョンでもよい。水性媒体のｐＨは大豆サポニンやフラボノイドの溶解性を高めるため、ｐＨ５以上、好ましくはｐＨ６〜８が適当である。

水性媒体中に共存させる方法は、特に限定されるものではなく、フラボノイドと大豆サポニン及び／又はマロニルイソフラボン配糖体を含む水性媒体を攪拌したり、ホモゲナイズするなどの一般的な方法が挙げられる。

その際、大豆サポニン及び／又はマロニルイソフラボン配糖体との共存時にフラボノイドの溶解性を高めるため、水性媒体を加熱処理することが好ましく、加熱条件は対象とするフラボノイドの溶解性を考慮して設定すればよいが、通常６０〜１５０℃において数秒から１時間程度行えばよい。もちろん、かかる加熱処理は飲料等の製品の製造工程における加熱殺菌によって兼ねることもできる。

また、予めフラボノイドを炭素数１から４の脂肪族アルコールやその含水溶媒又はアルカリ溶液などに溶解した後、水性媒体中に大豆サポニン及びマロニルイソフラボン配糖体とフラボノイドを共存させてもよい。

大豆サポニンは、ソヤサポニンとも称されており、グループＡサポニン、グループＢサポニン、グループＥサポニン、ＤＤＭＰサポニンなどが含まれ、キラヤサポニンなどとは構造が異なる。本発明においては、それらいずれかの成分の単独又は混合系で用いることができる。中でもグループＡサポニンは大豆胚軸にのみ分布する特有のビスデスモシドサポニンであり、特に可溶化能が高く、これが大豆サポニン中５０％以上占めることが好ましい。このため、本発明における大豆サポニン含有物の調製法は、特に制限されないが、大豆胚軸から水又は含水アルコール等の溶媒を用いて抽出し、適宜精製するのが最も好ましい。また、大豆サポニンを主体に含有する組成物を用いる場合も包含され、例えば大豆サポニンを約５０％（内、グループＡサポニンが約３３％）含有する市販の「ソイヘルスＳＡ」（不二製油社製）などを用いることができる。

マロニルイソフラボン配糖体としては、例えば６″−Ｏ−マロニルダイジン、６″−Ｏ−マロニルゲニスチン、６″−Ｏ−マロニルグリシチン等を単独又は混合系で用いることができる。これらのマロニルイソフラボン配糖体は側鎖にマロニル基を有するため、イソフラボン類の中では比較的水に溶けやすい性質を有する。マロニルイソフラボン配糖体の調製法は、特に制限されないが、大豆や大豆胚軸等から水又は含水アルコール等の溶媒を用いて抽出し、適宜精製して得ることが出来る。また、マロニルイソフラボン配糖体を主体に含有する組成物を用いる場合も当然包含され、例えばマロニルイソフラボン配糖体を約２０％含有する市販の「ソヤフラボンＨＧ」（不二製油（株）製）などを用いることができる。

大豆サポニンの使用量は、乾燥重量比でフラボノイドに対して、５重量％以上、より好ましくは３０〜３００重量％用いることが適当である。添加量が少ないとフラボノイドを十分に可溶化できず、逆に添加量が多くなりすぎると不経済である。

マロニルイソフラボン配糖体を併用する場合の使用量は、乾燥重量比でフラボノイドに対して、５重量％以上、より好ましくは３０〜３００重量％用いることが適当である。

フラボノイドの使用量は目的に応じて適宜調整することができるが、フラボノイドを最大限に溶かす場合には、フラボノイドを過剰量加えて飽和させた後、ろ過などにより固形物を除けばよい。このようにして可溶化されたフラボノイドは透明に溶解し、かつ水性媒体中での安定性にも優れた性質を有する。冷蔵下においても十分な安定性が必要な場合には、固形物のろ過前に予め低温下に冷却してからろ過することが好ましい。

以上に示した可溶化方法は下記製品の製造工程において使用することができ、フラボノイドが可溶化され、保存安定性の高いフラボノイド含有製品とすることができる。

また大豆サポニン及び／又はマロニルイソフラボン配糖体のフラボノイド可溶化能を利用し、これらの純品又は含有物をそのまま、又は所望により糖類、乳化剤等の添加剤を混合してフラボノイド可溶化剤として提供することができる。このフラボノイド可溶化剤は粉末、液体等の種々の形態に加工して提供が可能である。

また、大豆サポニン及び／又はマロニルイソフラボン配糖体のフラボノイド可溶化能を利用して、水性媒体中にフラボノイド並びに大豆サポニン及び／又はマロニルイソフラボン配糖体を共存させ、これを必要により加熱処理してフラボノイドを可溶化した溶液をそのまま、あるいは粉末に加工し、可溶化フラボノイド組成物として提供できる。得られた可溶化フラボノイド組成物は、常温で極めて水溶性が高いので、種々の製品、特に液体製品、例えば飲食品、医薬品、医薬部外品、化粧品、口腔剤、歯磨剤、芳香剤、消臭剤、洗浄剤等の製造時にそのまま添加して利用することができる。中でもフラボノイドの有する多様な生理機能が付与された健康飲食品への利用が効果的である。

以下に実施例を記載するが、この発明の技術的思想がこれらの例示によって限定されるものではない。

市販のバイカリン（フラボン類、純度９０％以上、和光純薬社製）１００ｍｇと、可溶化剤として市販のマロニル配糖体リッチな大豆イソフラボン（商品名「ソヤフラボンＨＧ」、不二製油社製）１００ｍｇ（大豆サポニンとして２０ｍｇ、グループＡサポニンとして１５ｍｇ、マロニルイソフラボン配糖体として２０ｍｇ含有）又は市販大豆サポニン（商品名「ソイヘルスＳＡ」、不二製油社製）１００ｍｇ（大豆サポニンとして５０ｍｇ、グループＡサポニンとして３３ｍｇ）に超純水１０ｍｌを加えて８０℃にて１時間撹拌した。次いで、１０℃にて４８時間平衡化させた後、遠心分離にて上清を回収した。上清中のＯＤ２５４を測定し、次式よりバイカリン溶解量を算出した。

また、上清を試験管に入れ、９５℃で１５分間加熱殺菌した後、１０℃で１ヶ月保存し沈殿の有無を目視にて評価した。

大豆サポニン又は大豆サポニン及びマロニルイソフラボンは、バイカリンに対して高い可溶化能を示した。可溶化倍率は、バイカリン単独に対して大豆サポニン／マロニルイソフラボン配糖体の共存により１０．５倍、大豆サポニンの共存により６．１倍であった。このようにして可溶化されたバイカリン溶液は冷蔵保存中に沈殿を生成することなく安定性にも優れた効果を示した。

市販のルチン（フラボノール類、純度９０％以上、和光純薬社製）１００ｍｇ並びに実施例１と同じ可溶化剤１００ｍｇに超純水１０ｍｌを加えて８０℃にて１時間撹拌した。次いで、１０℃にて４８時間平衡化させた後、遠心分離にて上清を回収した。上清中のＯＤ２５４を測定し、次式よりルチン溶解量を算出した。

大豆サポニン又は大豆サポニン及びマロニルイソフラボン配糖体は、ルチンに対して高い可溶化能を示した。可溶化倍率は、ルチン単独に対して大豆サポニン／マロニルイソフラボンの共存により３０．１倍、大豆サポニンの共存により３９．２倍であった。このようにして可溶化されたルチン溶液は保存中に沈殿を生成することなく安定性にも優れた効果を示した。

市販のヘスペリジン（フラバノン類、純度９２％以上、和光純薬社製）１００ｍｇ及び実施例１と同じ可溶化剤１００ｍｇに超純水１０ｍｌを加えて８０℃にて１時間撹拌した。次いで、１０℃にて４８時間平衡化させた後、遠心分離にて上清を回収した。上清中のＯＤ２５４を測定し、次式よりヘスペリジン溶解量を算出した。

大豆サポニン又は大豆サポニン及びマロニルイソフラボン配糖体は、ヘスペリジンに対して高い可溶化能を示した。可溶化倍率は大豆サポニン／マロニルイソフラボン配糖体の共存により９．１倍、大豆サポニンの共存により９．１倍であった。このようにして可溶化されたヘスペリジン溶液は保存中に沈殿を生成することなく安定性にも優れた効果を示した。

市販のナリンギン（フラバノン類、純度９５％以上、シグマ社製）１００ｍｇ及び実施例１と同じ可溶化剤１００ｍｇに超純水１０ｍｌを加えて８０℃にて１時間撹拌した。次いで、１０℃にて４８時間平衡化させた後、遠心分離にて上清を回収した。上清中のＯＤ２５４を測定し、次式よりナリンギン溶解量を算出した。

大豆サポニン又は大豆サポニン及びマロニルイソフラボン配糖体はナリンギンに対して高い可溶化能を示した。可溶化倍率は大豆サポニン／マロニルイソフラボン配糖体の共存により１４．３倍、大豆サポニンの共存により１４．４倍であった。このようにして可溶化されたナリンギン溶液は保存中に沈殿を生成することなく安定性にも優れた効果を示した。

市販大豆イソフラボン（商品名「豊年イソフラボン−８０」、ホーネンコーポレーション社製）１２５ｍｇ（イソフラボン配糖体として１００ｍｇ）及び実施例１と同じ可溶化剤１００ｍｇに超純水１０ｍｌを加えて８０℃にて１時間撹拌した。次いで、１０℃にて４８時間平衡化させた後、遠心分離にて上清を回収し、ＨＰＬＣによりイソフラボン溶解量を測定した。また、上清を試験管に入れ、９５℃で１５分間加熱殺菌した後、１０℃で１ヶ月保存し沈殿の有無を目視にて評価した。

大豆サポニン又は大豆サポニン及びマロニルイソフラボン配糖体は、イソフラボン（マロニルイソフラボン配糖体以外の難溶性イソフラボン）に対して高い可溶化能を示した。可溶化倍率は大豆サポニン／マロニルイソフラボン配糖体の共存により２７．３倍、大豆サポニンの共存により８．４倍であった。このようにして可溶化されたイソフラボン溶液は保存中に沈殿を生成することなく安定性にも優れた効果を示した。

市販大豆イソフラボン（商品名「豊年イソフラボン−８０」、ホーネンコーポレーション社製）１２．５ｍｇ（イソフラボン配糖体として１０ｍｇ）及び市販のマロニルイソフラボン配糖体であるマロニルダイジン（純度９０％以上、和光純薬社製）１ｍｇに超純水１ｍｌを加えて２５℃にて１時間撹拌した。次いで、１０℃にて４８時間平衡化させた後、遠心分離にて上清を回収し、ＨＰＬＣによりイソフラボン溶解量を測定した。また、上清を試験管に入れ、そのまま１０℃で１ヶ月保存し沈殿の有無を目視にて評価した。

マロニルイソフラボンの１種であるマロニルダイジン単独系においても、イソフラボン配糖体に対して可溶化能を示した。マロニルダイジン自体の溶解量は５６．９ｍｇ／１００ｍｌであるので、イソフラボン配糖体の可溶化倍率はマロニルダイジンの共存により２．９倍であった。このようにして可溶化されたイソフラボン溶液は保存中に沈殿を生成することなく安定性にも優れた効果を示した。

市販大豆イソフラボン（商品名「豊年イソフラボン−８０」、ホーネンコーポレーション社製）１２５ｍｇ（イソフラボン配糖体として１００ｍｇ）及び実施例１と同じ市販マロニルリッチ大豆イソフラボン１００ｍｇ、３００ｍｇ、１０００ｍｇ又は実施例１と同じ市販大豆サポニン１００ｍｇ、３００ｍｇ、１０００ｍｇに超純水１０ｍｌを加えて８０℃にて１時間撹拌した。次いで、１０℃にて４８時間平衡化させた後、遠心分離にて上清を回収し、ＨＰＬＣによりイソフラボン溶解量を測定した。また、上清を試験管に入れ、９５℃で１５分間加熱殺菌した後、１０℃で１ヶ月保存し沈殿の有無を目視にて評価した。

マロニルイソフラボン又は大豆サポニンは、イソフラボン（マロニルイソフラボン以外の難溶性イソフラボン）に対して濃度依存的に可溶化能を示した。可溶化倍率はマロニルイソフラボンの共存により最大１７２倍、大豆サポニンの共存により最大３０倍であった。このようにして可溶化されたイソフラボン溶液は保存中に沈殿を生成することなく安定性にも優れた効果を示した。

大豆サポニンと界面活性剤として使用されているキラヤサポニンの各種フラボノイド可溶化能を比較した。市販の大豆サポニン粉末（「ソイヘルスＳＡ」、不二製油（株）製）又は市販のキラヤサポニン液体製剤（「キラヤニンＳ−１００」、丸善製薬（株）製）の乾燥粉末を０．１ｇと、イソフラボン（配糖体）、ルチン又はイチョウ葉エキス（ケルセチン、ケンフェロール等含有）０．０１ｇとを試験管に採取し、０．２ＭＮａ２ＨＰＯ４／０．１Ｍクエン酸緩衝液（ｐＨ７）１０ｍｌを加えて撹拌した後、沸騰水浴中にて１５分間加熱殺菌した。次いで１０℃にて２週間保存した後、溶解液の状態を目視にて観察した。

その結果、表８に示す通り、大豆サポニンはイソフラボン、ルチン、イチョウ葉エキスを全て透明に可溶化した。一方、キラヤサポニンはイチョウ葉エキスしか可溶化しなかった。よってキラヤサポニンよりも大豆サポニンの方が意外にもフラボノイドに対する可溶化能が優れており、汎用性が高いことが分かった。

フラボノイドの可溶化剤として大豆サポニン又は／及びマロニルイソフラボン配糖体を使用することにより、フラボノイド全般に対して化学構造や生理効果を変化させることなく容易かつ高度に可溶化することができるようになる。この発明はフラボノイド可溶化の基盤技術として汎用性が高い。よって、特にフラボノイドを溶解させて使用する飲食品、医薬品、医薬部外品、化粧品、口腔剤、歯磨剤、芳香剤、消臭剤または洗浄剤などの幅広い製品に利用が可能である。

Claims

水性媒体中に、フラボノイドと、マロニルイソフラボン配糖体あるいはグループＡサポニンの含有率が５０％以上である大豆サポニン及びマロニルイソフラボン配糖体を共存させることを特徴とするフラボノイドの可溶化方法。
マロニルイソフラボン配糖体あるいはグループＡサポニンの含有率が５０％以上である大豆サポニン及びマロニルイソフラボン配糖体を含むことを特徴とするフラボノイド可溶化剤。
水性媒体中にフラボノイド（α−グルコシル化物を除く。）並びにマロニルイソフラボン配糖体あるいはグループＡサポニンの含有率が５０％以上である大豆サポニン及びマロニルイソフラボン配糖体を共存させて得られる可溶化フラボノイド組成物。
請求項３記載の可溶化フラボノイド組成物を添加したフラボノイド含有製品。
水性媒体中に（Ａ）フラボノイド並びに、（Ｂ）マロニルイソフラボン配糖体あるいはグループＡサポニンの含有率が５０％以上である大豆サポニン及びマロニルイソフラボン配糖体を添加後、加熱処理し、（Ｂ）成分による可溶化能によって（Ａ）フラボノイドを可溶化させる工程を含むことを特徴とするフラボノイド含有製品の製造法。