JP5032507B2 - 少なくとも１つのキサントフィルを含有する組成物を製造する方法 - Google Patents

Description

本発明は，ルテインおよびゼアキサンチンからなる群より選択される少なくとも１つのキサントフィルを含む組成物の製造方法に関する。

キサントフィルは，カロテノイドの群に属するオキシカロテノイドタイプの黄色顔料である。キサントフィルの群は，ルテイン，ゼアキサンチン，およびα−およびβ−クリプトキサンチンから構成される。

ルテインは，以下の式のカロテノイドである：

ゼアキサンチンは，以下の式のカロテノイドであり：

これはルテインの異性体である。

キサントフィルは，癌，心臓血管および眼科疾病に対する活性を有することが報告されている。したがって，キサントフィルを含有する抽出物を栄養成分として，特に食品成分として使用することは広く知られている。

マリーゴールド花の抽出物には，ルテインがエステル化された形で存在しており，この抽出物から鹸化によってルテインを単離することが知られている。

例えば，米国特許５，３８２，７１４Ａ，米国特許５，６４８，５６４Ａ，米国特許６，５０４，０６７Ｂおよび米国特許２００５／０１８２２８０Ａは，ルテインをそのエステルの形で含有するマリーゴールドからの抽出物を取得し，アルコールの形のルテインを得るために抽出物を鹸化し，そしてルテインを単離することを含む，この方法の種々の工程の詳細を開示する。

これらの方法のほとんどにおいては，ルテインは，他の成分との混合物中で，特にゼアキサンチンとの混合物中で得られる。しかし，混合物中のゼアキサンチンの量は少ない。

ルテインを異性化してゼアキサンチンとする方法は米国特許５，５２３，４９４Ａに開示される。この書類中の従来技術の参照の記載によれば，エタノールおよびベンゼンの存在下でナトリウムエトキシドにより触媒される反応においてルテインを異性化することにより，またはルテインからメタノールおよびジメチルスルホキシドの存在下でカリウムメトキシドを用いることにより，ゼアキサンチンを得ることが知られている。

米国特許５，５２３，４９４に開示される方法によれば，ルテイン抽出物を２５℃から１８０℃で強アルカリ性水性溶液で処理する。その結果，混合物中のゼアキサンチンの含有量は増加する。しかし，実施例の節によれば，ゼアキサンチンの最大量はわずか２４．０％である。

いくつかの用途のためには，ゼアキサンチンを先に開示されているよりも高い量で含有するキサントフィル組成物を得ることが望ましい。さらに，マリーゴールド花の抽出物からキサントフィル含有組成物を製造する場合には，ルテインとゼアキサンチンとの比率を制御しうることが望ましい。

本発明は，ルテインおよびゼアキサンチンからなる群より選択される少なくとも１つのキサントフィルを含む組成物を製造することによりこれらの問題点を解決するものである。本発明の方法は，
−キサントフィル（１種類または２種類以上）をエステル化された形で含有するマリーゴールド花の抽出物を用意し
−マリーゴールド花抽出物を鹸化し，そして
−キサントフィルを単離する，
の各工程を含み，マリーゴールド花抽出物を鹸化する工程を４級アンモニウム塩基の存在下で行うことを特徴とする。

驚くべきことに，マリーゴールド花抽出物の鹸化の工程において４級アンモニウム塩基が存在すると，得られるキサントフィル混合物中のゼアキサンチンの量が増加することが見いだされた。さらに，加える４級アンモニウムの量を適当に調節することにより，得られる混合物中のゼアキサンチン対ルテインの比率を制御することが可能である。

米国特許２００５／０１８２２８０は，マリーゴールド花抽出物の鹸化工程の間に相転移触媒を用いる方法を開示する。ここでは，４級アンモニウム塩は使用可能な相転移触媒として言及されている。

これとは対照的に，本発明は，４級アンモニウム塩基を利用し，これは異性化触媒として作用するようである。

さらに，米国特許２００５／１０８２２８０によれば，鹸化反応の温度は非常に低く，例えば４５℃でなければならない。しかし，米国特許２００５／０１８２２８０に開示される条件下で鹸化反応を行うと，キサントフィルエステルの実質的な鹸化を達成することは不可能であった。

本発明にしたがう方法においては，鹸化工程の間に用いる４級アンモニウム塩基は，好ましくは以下の一般式Ｉ：

［式中，Ｒ_１は，任意に置換されていてもよいアリールおよび１−１８個のＣ原子を有する直鎖又は分枝鎖のアルキルからなる群より選択され，
Ｒ_２，Ｒ_３，Ｒ_４は，互いに独立して，１−６個のＣ原子を有するアルキルである］
を含む。

本発明の特に好ましい態様においては，４級アンモニウム塩基は，好ましくはヘキサデシルトリアルキルアンモニウム水酸化物，好ましくは水酸化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム，およびベンジルトリアルキルアンモニウム水酸化物，好ましくは水酸化ベンジルトリメチルアルキルアンモニウムからなる群より選択される。

上述したように，鹸化工程において用いる４級アンモニウム塩基の量を変化させることにより，最終生成物中のゼアキサンチン対ルテインの比率を調節することが可能であることが見いだされた。例えば，水酸化ヘキサデシルトリメチルアンモニウムを用いる場合，４級アンモニウム塩基と，マリーゴールド花抽出物中に存在するルテイン（抽出物中に含まれる種々のルテインエステルはルテインとして計算）との好ましいモル比は，０．５：１から２３：１の範囲である。４級アンモニウム塩基のルテインに対するモル比が高ければ高いほど，得られる混合物中のゼアキサンチンの含有量は高い。

したがって，本発明にしたがう方法によれば，得られるキサントフィル混合物中のルテインとゼアキサンチンとの比率を制御することが可能である。この点に関して，本発明にしたがう４級アンモニウム塩基の存在に加えて，鹸化反応の持続時間によって，ルテインからゼアキサンチンへの異性化の程度が異なるようであることが見いだされた。すなわち，反応をより長く行うほど，より多くのゼアキサンチンが得られる。

本発明にしたがう方法においては，鹸化工程は，それ自体知られるように，マリーゴールド花抽出物をアルコール性溶液中でアルカリ性水酸化物で処理することにより行うことができる。

好ましくは，用いられるアルカリ性水酸化物はＮａＯＨであり，アルコールはエタノールである。好ましくは，無水エタノールを用いることができる。

鹸化工程は，７０℃から８０℃の温度で行うことができる。

鹸化工程において用いられるマリーゴールド花抽出物を得るためには，それ自体知られる方法により，マリーゴールド花をアルカン，好ましくはヘキサン，および石油エーテルからなる群より選択される溶媒で抽出することができる。

鹸化工程の生成物を単離するためには，以下の段階を含む方法を用いることができる：
−鹸化混合物を水で希釈し，
−希釈した混合物を濾過し，
−固体残渣を単離し，洗浄し，乾燥する。

本発明にしたがう方法のさらに別の好ましい態様は，単離したキサントフィルを植物油，例えば大豆油，およびビタミンＣと混合し，混合物を減圧下で加熱する工程をさらに含む。

得られたキサントフィルを安定化させるために，単離された鹸化生成物と大豆油等の製品およびビタミンＣと混合することが知られている。得られた混合物を減圧下で加熱することにより，マリーゴールド花抽出物を得るために用いた溶媒，例えばヘキサンの残留量をさらに減少させることができる。

さらに別の観点においては，本発明は，上述の本発明の方法により得ることができる，ルテインおよびゼアキサンチンからなる群より選択される少なくとも１つのキサントフィルを含有する組成物に関する。

特に，本発明にしたがう組成物は，ゼアキサンチンをルテインに対する重量比で１：１以上で，すなわち，米国特許５，５２３，４９４Ａ等に記載されるよりはるかに高い量で含むことができる。また，ゼアキサンチン含有量対ルテイン含有量の重量比が９：１またはそれ以上であるような組成物，さらに組成物中にキサントフィル成分として本質的にゼアキサンチンのみが存在するような組成物を得ることも可能である。

本発明にしたがう組成物は，好ましくはルテインおよびゼアキサンチンの両方を含有することができる。

以下に，好ましい態様の実施例によって本発明をより詳細に説明する。

工程１−抽出
マリーゴールド花からキサントフィルをエステル化された形で抽出するためには，慣用の溶媒，例えば，ヘキサンまたは石油エーテルを用いる。溶媒の量はマリーゴールド花の重量の８倍であることができる。抽出は，６０℃＋／−２℃で２回行う。合わせた抽出溶液を７０℃＋／−３℃で減圧下で濃縮する。溶媒を回収した後，濃縮された抽出物を得る。ＵＶ分析によれば，濃縮ペースト中のルテインジエステルの量は，約１５％である。

工程２−鹸化
工程１で得られた濃縮ペーストを以下の条件を用いて鹸化する：
濃縮ペーストと鹸化剤（ＮａＯＨ）および溶媒（エタノール）との比率は，約５０／３５／２５０（濃縮ペースト／ＮａＯＨ／エタノール）である。
鹸化方法は，７５℃＋／−３℃で約３時間撹拌することにより行う。

工程３−単離
鹸化反応の完了後，１５倍（濃縮したペーストの重量と比較して）の８０℃の熱水を反応混合物に加える。溶液を約３分間撹拌した後，濾過する。好ましくは，迅速に濾過するためにより大きな直径のフィルターを用いる。

その後，生成物の純度を高めるために熱水を用いて結晶を洗浄する。フィルター上のキサントフィル結晶を８０℃＋／−２℃で減圧下で乾燥する。乾燥時間は約５時間であり，水含有量は８％未満であるべきである。乾燥後，ＨＰＬＣ分析により，ルテイン含有量が最低８８％であり，ゼアキサンチン含有量が最低６．１％であることが見いだされた。生成物中のカロテノイドの総量は最低９４％である。

溶媒の残留量が少ない生成物を製造するために，乾燥粉体をふるいにかけ，所定量の大豆油および少量のビタミンＣの中に加える。

コロイドミル機械を用いて，大豆油中のキサントフィル混合物の均一な懸濁液を得る。この懸濁液を別の反応容器に移し，真空下で（１０ｍｍＨｇ未満）窒素を１５０ｍｌ／ｍｉｎの速度で供給する。懸濁液を８５℃＋／−２℃で約３時間加熱する。生成物中の溶媒の残留量は５ｐｐｍ未満に減少する。

沸点７０−９０℃のアルカンタイプの溶媒を用いて，マリーゴールド花を３回，各２時間抽出する。溶媒の量はマリーゴールド花の重量の８倍である。合わせた抽出溶液を濃縮した後，２００グラムのマリーゴールド花に基づいて，１５ｇの濃縮ペーストが得られる。ルテインジエステルの含有量は１４．６％（ＵＶ）である。

実施例２で得られた５０ｇの濃縮ペーストを反応容器に移す。２５０ｍｌのエタノール，３５グラムのＮａＯＨおよび５０ｍｌの水を加える。反応は７５℃で４時間行う。反応の完了後，２分間撹拌しながら８００ｍｌの熱水（８０℃）を反応溶液中に加える。溶液を濾過する。フィルター上の固体残渣を８０℃で減圧下で５時間乾燥する。５．０ｇの固体が得られる。生成物のルテイン含有量は８８．５％（ＨＰＬＣ）であり，ゼアキサンチン含有量は６．３％（ＨＰＬＣ）である。カロテノイドの総量は９５％（ＵＶ）であることが確認され，水含有量は６．７％である。

実施例２で得られた５０ｇの濃縮ペーストを反応容器に移す。３５グラムのＮａＯＨおよび３８％（ｗ／ｖ）の水酸化ベンジルトリメチルアンモニウムを含む２００ｍｌのエタノール溶液を加える。反応は８０℃で５時間撹拌して行う。反応完了後，７００ｍｌの熱水（７５〜８０℃）を加える。溶液を２０分間撹拌した後，濾過する。フィルター上の固体残渣を８０℃で減圧下で４．５時間乾燥する。４．１グラムの帯黄色粉体が得られる。生成物中のルテイン含有量は５．１％（ＨＰＬＣ）であり，ゼアキサンチン含有量は９０．２％（ＨＰＬＣ）である。カロテノイドの総量は９６％（ＵＶ）であり，水の含有量は７．１％である。

実施例４から得られた１００ｇの乾燥したルテイン粉体を，３００ｇの大豆油および３ｇのビタミンＣとブレンドした。コロイドミル中で，懸濁液を均一となるまですりつぶす。次に，懸濁液を別の反応容器に移す。減圧下で窒素ガスを１５０ｍｌ／ｍｉｎの速度でこの反応容器に供給する。懸濁液を８５℃で３時間加熱する。処理後の溶媒含有量は，処理前の４５０ｐｐｍと比較して，２ｐｐｍまで減少する。

実施例２に記載される方法と同様の方法で，１３．８％のルテインエステルを含有する１５０グラムの濃縮ペーストを得る。反応容器中で，１００グラムのこの濃縮ペーストに，６０グラムのＮａＯＨ，３００ｍｌの３８％（ｗ／ｖ）水酸化ベンジルトリメチルアンモニウムのエタノール溶液および１００ｍｌの水を加える。溶液を８０℃で５時間撹拌しながら反応させる。反応完了後，１，４００ｍｌの熱水（８０℃）を反応容器に加える。混合物を２分間撹拌した後，濾過する。固体残渣を８０℃で真空下で４．５時間乾燥する。７．８グラムの帯黄色粉体が得られる。ルテインの含有量は４７％（ＨＰＬＣ）であり，ゼアキサンチンの含有量は３８％（ＨＰＬＣ）である。カロテノイドの総量は８９％（ＵＶ）であると確認される。

実施例２に記載される方法と同様の方法により，ＵＶ試験方法で測定して１４，９％のルテイン（抽出物中に存在する種々のルテインエステルはルテインとして計算する）を含む１５０グラムの濃縮ペーストを得る。

反応容器中で，１２．９ｇのこの濃縮ペーストに，８．７５ｇのＮａＯＨ，および６５ｍｌの水酸化ヘキサデシルトリメチルアンモニウムのエタノール溶液を加える。アンモニウム塩基と抽出物中に含まれるルテインとの間の異なるモル比が得られるように，水酸化ヘキサデシルトリメチルアンモニウムのエタノール溶液の濃度を種々に変化させる（試験番号１−９）。

溶液を８０℃で撹拌しながら５時間反応させる。反応完了後，１０００ｍｌの熱水（８０℃）を反応容器に加える。混合物を１０分間撹拌した後，濾過する。固体残渣を１００ｍｌの熱水で２回洗浄し，次に，８０℃で真空条件下で５時間乾燥する。約１グラムの帯黄色粉体が得られる。ルテインおよびゼアキサンチンの含有量はＨＰＬＣにより調べる。

抽出物中に含まれるルテインに水酸化ヘキサデシルトリメチルアンモニウムのエタノール溶液を種々のモル比で加えた結果を以下の表に示す。

Claims (11)

1. ルテインおよびゼアキサンチンからなる群より選択される少なくとも１つのキサントフィルを含有する組成物を製造する方法であって、
   −キサントフィルをエステル化された形で含有するマリーゴールド花の抽出物を用意し、
   −マリーゴールド花抽出物を鹸化し、そして
   −キサントフィルを単離する、
   の各工程を含み、マリーゴールド花抽出物を鹸化する工程を、一般式Ｉ：
   

   

   （Ｉ）
   ［式中、Ｒ _１ は、任意に置換されていてもよいアリールおよび１−１８個のＣ原子を有する直鎖または分枝鎖のアルキルからなる群より選択され、
   Ｒ _２ 、Ｒ _３ 、Ｒ _４ は、互いに独立して、１−６個のＣ原子を有するアルキルである］
   を有する４級アンモニウム塩基の存在下で行うことを特徴とする方法。
2. ４級アンモニウム塩基が、ヘキサデシルトリアルキルアンモニウム水酸化物、およびベンジルトリアルキルアンモニウム水酸化物からなる群より選択される、請求項１記載の方法。
3. 鹸化工程を、マリーゴールド花抽出物をアルコール性溶液中でアルカリ性水酸化物で処理することにより行う、請求項１または２に記載の方法。
4. アルカリ性水酸化物がＮａＯＨであり、アルコールがエタノールである、請求項３記載の方法。
5. 鹸化工程を７０℃−８０℃の温度で行う、請求項１−４のいずれかに記載の方法。
6. マリーゴールド花抽出物が、マリーゴールド花をアルカン、および石油エーテルからなる群より選択される溶媒で抽出することにより得られたものである、請求項１−５のいずれかに記載の方法。
7. 単離工程が、
   −鹸化混合物を水で希釈し、
   −希釈した混合物を濾過し、
   −固体残渣を単離し、洗浄し、そして乾燥する、
   の各段階を含む、請求項１−６のいずれかに記載の方法。
8. さらに、単離されたキサントフィルを植物油、およびビタミンＣと混合し、そして混合物を減圧下で加熱する工程をさらに含む、請求項１−７のいずれかに記載の方法。
9. 請求項１−８のいずれかに記載の方法によって得られる、ルテインおよびゼアキサンチンからなる群より選択される少なくとも１つのキサントフィルを含有する組成物。
10. ゼアキサンチン対ルテインの重量比が１：１より高い、請求項９記載の組成物。
11. ルテインおよびゼアキサンチンの両方を含む、請求項９または１０記載の組成物。