JP5228083B2 - ヘスペリジン組成物の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ヘスペリジン組成物の製造方法に関する。

フラボノイドの一種であるヘスペリジンは、ビタミンＰとも呼ばれ、柑橘類の皮などに多く含まれることが知られている物質である。ヘスペリジンは、毛細血管の強化、出血予防、血圧調整など様々な生理作用を有し、食品、医薬品などに広く利用されている。ところが、ヘスペリジンはアルカリ性水溶液には溶解するものの、中性〜酸性水溶液には殆ど溶解せず、例えば２５℃における水への溶解度は僅かに０．０２ｍｇ／ｇである。
そこで、これを改善する技術が検討され、例えば、ヘスペリジンにグルコースを結合させたα−グルコシルヘスペリジンが提案されている（特許文献１）。α−グルコシルヘスペリジンは、２５℃の水への溶解度が２００ｍｇ／ｇ以上と高く、且つヘスペリジンと同等の機能を発揮するなどの利点がある。

一方、ヘスペリジンを可溶化させる検討も行われている。例えば、ヘスペリジン配糖体を柑橘果汁ならびに果汁飲料に添加ののち加熱し、含まれているヘスペリジンなどのフラボノイド化合物を溶解する方法（特許文献２）；ヘスペリジンなどの難水溶性フラボイドとβ−サイクロデキストリンを加熱処理して難水溶性フラボノイドをβ−サイクロデキストリンに包接させた後、α−グルコシルヘスペリジンを共存させる方法（特許文献３）；水性媒体中にヘスペリジンなどの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共存させ、加熱処理してフラボノイドを可溶化させる方法（特許文献４）などが提案されている。これらの方法において、ヘスペリジンの加熱処理は、７０℃〜９０℃前後で行われている。

特許第３５４９４３６号公報 特開２０００−２３６８５６号公報 特開２００８−２７１８３９号公報 国際公開第２００５／００３１１２号

α−グルコシルヘスペリジンなどのヘスペリジン配糖体は水への溶解性が高いものの、製造工程が複雑であるためコストが高い。このため、ヘスペリジンに替えてヘスペリジン配糖体を使用することは経済的に好ましくない。一方、上述の特定の配糖体を用いてヘスペリジンの溶解度を高める方法は知られているものの、ヘスペリジン含有量が低いヘスペリジン組成物しか得られておらず、ヘスペリジンを十分に溶解させることができる方法は知られていなかった。
従って、本発明の課題は、ヘスペリジンの含有量が高く、かつ溶解性に優れるヘスペリジン組成物、並びに該ヘスペリジン組成物の製造方法を提供することである。

本発明者らは、ヘスペリジンの可溶化技術について種々検討したところ、水性媒体の存在下、ヘスペリジンとヘスペリジン糖付加物を１００℃以上で加熱処理することで飛躍的にヘスペリジンの溶解濃度が増加すること、更に斯かる処理を経た組成物では室温下においてもヘスペリジンの析出が抑えられ高いヘスペリジンの溶解性が維持されることを見出した。

すなわち、本発明は、水性媒体の存在下、ヘスペリジン及びヘスペリジン糖付加物を１００〜１８０℃で加熱処理する工程を含むヘスペリジン組成物の製造方法を提供するものである。

α−グルコシルヘスペリジンをヘスペリジンの可溶化剤に用いることは従来知られていることであるが、特許文献３に記載されているように、α−グルコシルヘスペリジンによる可溶化作用は限定的なものであった。従って、１００℃以上で加熱処理することによる上記効果は先行技術からは予想できない意外な効果といえる。
ヘスペリジンとヘスペリジン糖付加物を１００℃以上で加熱処理することにより上記課題を解決できる理由は明らかではないが、ＵＶスペクトル解析より、以下のように推測される。ヘスペリジンとヘスペリジン糖付加物は、溶解度の差はあるもののそれぞれの分子が自己会合し、疎水部を積層させて、親水部を外にむけた構造を取ることにより水に溶解していると考えられる。ここで、両成分が水性媒体中に共存し、１００℃以上の熱が加えられると、積層構造が崩れてバラバラになり、且つヘスペリジンとヘスペリジン糖付加物の間で相互作用が生じ、ヘスペリジンとヘスペリジン糖付加物が混在する新たな積層構造が作られ、冷却後もこの積層構造が維持されることでヘスペリジンの溶解性が飛躍的に向上すると考えられる。

本発明によれば、水などに対するヘスペリジンの溶解濃度を増加させることができ、ヘスペリジン含有率が高いにもかかわらず溶解性に優れるヘスペリジン組成物を提供することができる。

本発明の製造方法では、水性媒体の存在下、ヘスペリジン及びヘスペリジン糖付加物を１００〜１８０℃で加熱処理する工程を行う。

ヘスペリジンは、ヘスペレチン（５，７，３’−トリヒドロキシ−４’−メトキシフラ
バノン）の７位の水酸基にルチノース（Ｌ−ラムノシル−（α１→６）−Ｄ−グルコース）がβ結合した化合物である。

また、ヘスペリジン糖付加物は、ヘスペリジンに更に１個〜１０個の糖が結合した化合物である。糖としては、グルコース、マルトース、フルクトース、ラムノース、ラクトース等が挙げられる。なかでも、溶解性及び可溶化力の点から、ヘスペリジンに１個〜１０個のグルコースが結合したグルコシルヘスペリジンが好ましく、更にグルコース１個が結合したモノグルコシルヘスペリジンが好ましい。また、グルコースの付加数は分布を持っていてもよく、ヘスペリジン１モルに対するグルコースの平均付加モル数は１〜１０が好ましい。なお、ヘスペリジン自身も、上記のとおり、ヘスペレチンをアグリコンとし、これに糖が結合した配糖体である。本発明においてはこれと区別するため、ヘスペリジンに更に糖が結合したものをヘスペリジン糖付加物と表記する。

これらのヘスペリジン及びヘスペリジン糖付加物は、化学合成や酵素反応を利用して公知の方法により工業的に製造することができる。また、ヘスペリジンについては、これを含有する天然物、好ましくは植物から抽出することによって得ることもできる。これらの物質はまた、試薬等として製造販売されている。市販されているヘスペリジンの例としては、浜理薬品工業（株）のヘスペリジン「ハマリ」が挙げられる。市販されているヘスペリジン糖付加物の例としては、（株）林原生物科学研究所の「林原ヘスペリジンＳ」が挙げられる。

本発明で用いる水性媒体とは、水、及び有機溶媒の水溶液をいう。水としては、水道水、蒸留水、イオン交換水、精製水が例示される。有機溶媒としては、水と均一に混合するものであれば特に限定されない。有機溶媒としては炭素数４以下のアルコールが好ましく、メタノール及びエタノールがより好ましく、食品に適用可能であるという観点よりエタノールが更に好ましい。
水性媒体として有機溶媒の水溶液を使用することにより、得られるヘスペリジン組成物中のヘスペリジンの含有率を高めることができるため好ましい。水溶液中の有機溶媒の濃度は、０．１〜８０質量％が好ましく、１〜７０質量％がより好ましく、５〜６０質量％が更に好ましい。
また、本発明で用いる水性媒体は、溶質を含むものであってもよい。溶質は特に限定されず、アミノ酸等の酸、無機塩、有機塩、糖等が例示される。醤油、ポン酢、たれ、果汁、野菜汁、コーヒー、茶等を用いてもよい。

ヘスペリジンは水への溶解度が低いため、水性媒体へ分散させ、スラリーの状態で存在させるのが好ましい。水性媒体中のヘスペリジンの含有量は、流動性の点から、０．１〜１００ｇ／Ｌが好ましく、０．５〜５０ｇ／Ｌがより好ましく、１〜２０ｇ／Ｌが更に好ましい。
また、ヘスペリジン糖付加物は水性媒体に溶解して用いるのが好ましい。水性媒体中のヘスペリジン糖付加物の含有量は、流動性の点から、０．１〜２００ｇ／Ｌが好ましく、０．５〜１００ｇ／Ｌがより好ましく、１〜５０ｇ／Ｌが更に好ましい。

水性媒体中、ヘスペリジン糖付加物に対するヘスペリジンの質量比は、加熱処理、冷却後に得られるヘスペリジン組成物の溶解性の点から、０．１〜２０が好ましく、更に０．２〜１０、更に０．３〜５が好ましい。

水性媒体の存在下、ヘスペリジンとヘスペリジン糖付加物を加熱処理する方法は、特に制限されず、公知の方法を適用できる。
加熱処理の温度は、ヘスペリジンの溶解性向上と熱安定性の点から、１００〜１８０℃が好ましく、更に１１０〜１７０℃が好ましく、更に１２０〜１６０℃が好ましく、更に１２０〜１５０℃が好ましい。加熱の手段は、例えば、水蒸気、電気が挙げられる。

加熱処理時の圧力は、ゲージ圧で０〜１０ＭＰａが好ましく、０．１〜８ＭＰａがより好ましく、０．１〜６ＭＰａが更に好ましく、０．２〜６ＭＰａが更に好ましく、０．２〜４ＭＰａが更に好ましく、０．２５〜２ＭＰａが更に好ましく、０．３〜１．５ＭＰａが更に好ましく、０．３〜０．６ＭＰａが更に好ましい。また、水の飽和蒸気圧以上に設定するのが好ましい。加圧には、ガスを用いてもよく、用いられるガスとしては、例えば、不活性ガス、水蒸気、窒素ガス、ヘリウムガス等が挙げられる。加圧には、ガスを用いず、背圧弁により調整しても良い。

加熱処理は、例えば、回分法、半回分法、流通式反応方法などいずれの方法によっても実施できる。なかでも、流通式反応方法は、反応時間の制御が容易である点で好ましい。

加熱処理の時間は、ヘスペリジンの溶解性向上と熱安定性の点から、水性媒体が設定温度に達してから０．１〜３０分が好ましく、更に０．２〜１５分、更に０．５〜８分が好ましい。
流通式反応方式で行う場合、加熱処理の時間は、反応器の高温高圧部の体積を水性媒体の供給速度で割ることにより算出される平均滞留時間を用いる。

流通式反応方式で行う場合の水性媒体の流速は、反応器の体積によって異なるが、例えば、反応器体積が１００ｍＬの場合、３．３〜２００ｍＬ／分が好ましく、更に６．７〜１５０ｍＬ／分が好ましい。

加熱処理後、加熱処理して得られた反応液を９０℃以下、好ましくは５０℃以下、更に好ましくは３０℃以下に冷却する工程を行うのが好ましい。冷却の下限は凍結しなければよいが、０℃以上が好ましく、１０℃以上が好ましい。冷却時に、反応液を０．５〜５日間、好ましくは１〜３日間混合攪拌してもよい。
加熱処理温度から９０℃まで低下するのに要した時間から算出される反応液の冷却速度は０．１℃／ｓ以上、更に０．２℃／ｓ以上、更に０．５℃／ｓ以上、１℃／ｓ以上、更に３℃／ｓ以上、更に５℃／ｓ以上が好ましい。冷却速度が大きいほど溶解度を改善することができる。このため、冷却速度の上限は特に定めないが、例えば１００℃／ｓ以下、更に５０℃／ｓ以下が好ましい。

更に、反応液から固体部を除去する工程を行うのが、得られるヘスペリジン組成物の溶解性を高める点から好ましい。固体部を除去する方法としては、特に制限されず、例えば遠心分離やデカンテーションにより行うことができる。

かくして得られるヘスペリジン組成物は、ヘスペリジン含有量が高いにもかかわらず、室温下においてもヘスペリジンの析出が抑えられ、溶解性に優れている。
ヘスペリジン組成物のヘスペリジン溶解量は、好ましくは１．３ｇ／Ｌ以上であり、より好ましくは２ｇ／Ｌ以上、更に好ましくは３ｇ／Ｌ以上、更に好ましくは５ｇ／Ｌ以上である。本明細書における溶解量は、水に対する２５℃での溶解量である。
本発明のヘスペリジン組成物は、水溶液の状態でもよく、水分量を調整してペースト状とすることもできる。また、水分を除去して粉末状、顆粒状、固形状などの固体物の形態とすることもできる。水分を除去する手段としては、凍結乾燥、蒸発乾固、噴霧乾燥など
が挙げられる。

本発明のヘスペリジン組成物におけるヘスペリジン糖付加物に対するヘスペリジンの質量比は０．３〜１０であるが、より好ましくは０．４〜８、更に好ましくは０．５〜８、更に好ましくは１〜５である。

＜ヘスペリジン及びヘスペリジン糖付加物の定量＞
ヘスペリジン及びヘスペリジン糖付加物の定量は、日立製作所製高速液体クロマトグラフを用い、インタクト社製カラムＣａｄｅｎｚａ ＣＤ−Ｃ１８ （４．６ｍｍφ×１５０ｍｍ、 ３μｍ）を装着し、カラム温度４０℃でグラジエント法により行った。移動相Ａ液は０．０５ｍｏｌ／Ｌ酢酸水溶液、Ｂ液はアセトニトリルとし、１．０ｍＬ／分で送液した。グラジエント条件は以下のとおりである。
時間（分） Ａ液（％） Ｂ液（％）
０ ８５ １５
２０ ８０ ２０
３５ １０ ９０
５０ １０ ９０
４０．１ ８５ １５
６０ ８５ １５
試料注入量は１０μＬ、検出は波長２８３ｎｍの吸光度により定量した。

実施例１
ヘスペリジン製剤（ヘスペリジン「ハマリ」（商品名）、浜理薬品工業（株）製、ヘスペリジン含有量９０質量％、以下同じ）とモノグルコシルヘスペリジン製剤（林原ヘスペリジンＳ（商品名）、（株）林原生物化学研究所製、ヘスペリジン含有量１７質量％、モノグルコシルヘスペリジン含有量７４質量％、以下同じ）を蒸留水にそれぞれ１０．０ｇ／Ｌで分散、４．３ｇ／Ｌで溶解し、スラリー供給タンク内で均一攪拌した。内容積１００ｍＬのステンレス製流通式反応器（日東高圧（株）製）に、スラリー供給タンク内の液を１００ｍＬ／分で供給し、１２０℃で反応を行った（平均滞留時間１分）。圧力は出口バルブにより１．５ＭＰａに調整した。反応器出口から反応液を抜き出し、室温（２５℃）まで冷却して反応液回収タンクに回収した。冷却は、流通式反応器出口から抜出された反応液を２重管式冷却器を用いて冷却水で連続的に熱交換することにより行った。
回収した反応液を室温で３日間攪拌後、固体部を濾別し、ヘスペリジン含有水溶液としてヘスペリジン組成物を得た。反応条件と組成物中のヘスペリジン（ＨＥＳ）及びモノグルコシルヘスペリジン（ｍＧＨＥＳ）濃度を測定した結果を表１に示した（以下、同じ）。

実施例２
反応温度を１５０℃にした以外は実施例１と同様にしてヘスペリジン含有水溶液としてヘスペリジン組成物を得た。更に凍結乾燥により水分を除去して粉末状のヘスペリジン組成物を得た。粉末状のヘスペリジン組成物を水（２５℃）に再溶解したところ、１０ｇ／Ｌにおいても溶解することを確認した。

実施例３
反応温度を１８０℃にした以外は実施例１と同様にしてヘスペリジン含有水溶液としてヘスペリジン組成物を得た。

実施例４
モノグルコシルヘスペリジン製剤の蒸留水中の濃度を１．１ｇ／Ｌとした以外は実施例２と同様にしてヘスペリジン含有水溶液としてヘスペリジン組成物を得た。

実施例５
ヘスペリジン製剤の蒸留水中の濃度を２０ｇ／Ｌとした以外は実施例２と同様にしてヘスペリジン含有水溶液としてヘスペリジン組成物を得た。

比較例１
反応温度を２５℃にした以外は実施例１と同様にしてヘスペリジン含有水溶液としてヘスペリジン組成物を得た。

比較例２
反応温度を９０℃にした以外は実施例１と同様にしてヘスペリジン含有水溶液としてヘスペリジン組成物を得た。

実施例６
モノグルコシルヘスペリジン製剤の蒸留水中の濃度を１０ｇ／Ｌとした以外は実施例１と同様にしてヘスペリジン含有水溶液としてヘスペリジン組成物を得た。

実施例７
反応温度を１５０℃にした以外は実施例６と同様にしてヘスペリジン含有水溶液としてヘスペリジン組成物を得た。

実施例８
反応温度を１８０℃にした以外は実施例６と同様にしてヘスペリジン含有水溶液としてヘスペリジン組成物を得た。

比較例３
反応温度を９０℃にした以外は実施例６と同様にしてヘスペリジン含有水溶液としてヘスペリジン組成物を得た。

実施例１〜８及び比較例１〜３で得られたヘスペリジン組成物のｍＧＨＥＳに対するＨＥＳの質量比は表１のとおりである。

表１から明らかなように、ヘスペリジンとヘスペリジン糖付加物を１００〜１８０℃にて加熱処理することにより、ヘスペリジン含有率の高いヘスペリジン組成物を得ることができ、ヘスペリジンの溶解度を顕著に増大させることができた。

実施例９
ヘスペリジン製剤を分散、モノグルコシルヘスペリジン製剤を溶解させる水性媒体を蒸留水から５０ｖｏｌ％エタノール水溶液にした以外は実施例２と同様にしてヘスペリジン含有水溶液としてヘスペリジン組成物を得た。組成物中のＨＥＳ及びｍＧＨＥＳを測定した結果を表２に示す（以下、同じ）。

比較例４
反応温度を２５℃にした以外は実施例９と同様にしてヘスペリジン含有水溶液としてヘスペリジン組成物を得た。

実施例９及び比較例４で得られたヘスペリジン組成物のｍＧＨＥＳに対するＨＥＳの質量比は表２のとおりである。

表２から明らかなように、反応の際の水性媒体を有機溶媒含有水溶液とすることで、ヘスペリジン含有率の高いヘスペリジン組成物を得ることができた。

実施例１０
蒸留水の代わりに醤油（ヤマサしょうゆ、ｐＨ４．９、ヤマサ醤油（株）製）を用いた以外は実施例１と同様にしてヘスペリジン含有水溶液としてヘスペリジン組成物を得た。組成物中のＨＥＳ及びｍＧＨＥＳを測定した結果を表３に示す（以下、同じ）。

実施例１１
蒸留水の代わりに減塩醤油（ヤマサ減塩しょうゆ、ｐＨ４．７、ヤマサ醤油（株）製）を用い、圧力を０．３ＭＰａとした以外は実施例１と同様にしてヘスペリジン含有水溶液としてヘスペリジン組成物を得た。

実施例１２
蒸留水の代わりに味付けぽん酢（味ぽん、ｐＨ２．０、（株）ミツカングループ本社製）を用い、圧力を０．３ＭＰａとした以外は実施例１と同様にしてヘスペリジン含有水溶液としてヘスペリジン組成物を得た。

表３から明らかなように、アミノ酸や塩等を含む水性媒体を用いても、ヘスペリジン含有率の高いヘスペリジン組成物を得ることができた。

実施例１３
圧力を０．３ＭＰａとした以外は実施例１と同様にしてヘスペリジン含有水溶液としてヘスペリジン組成物を得た。１２０℃から９０℃までの冷却時間から求めた冷却速度は７．０６℃／ｓであった。

実施例１４
冷却水の温度と流量を変化させ、１２０℃から９０℃までの冷却時間から求めた冷却速度を０．５２℃／ｓとした以外は実施例１３と同様にしてヘスペリジン含有水溶液としてヘスペリジン組成物を得た。

Claims (8)

1. 水性媒体の存在下、ヘスペリジン及びヘスペリジン糖付加物を１１０〜１８０℃で加熱処理する工程を含むヘスペリジン組成物の製造方法。
2. ヘスペリジン糖付加物がグルコシルヘスペリジンである、請求項１記載のヘスペリジン組成物の製造方法。
3. ヘスペリジン糖付加物がモノグルコシルヘスペリジンである、請求項１記載のヘスペリジン組成物の製造方法。
4. 加熱処理する工程において、ヘスペリジン糖付加物に対するヘスペリジンの質量比を０．１〜２０とする、請求項１〜３のいずれか１項記載のヘスペリジン組成物の製造方法。
5. 水性媒体が水又は炭素数４以下のアルコールを含有する水溶液である、請求項１〜４のいずれか１項記載のヘスペリジン組成物の製造方法。
6. 更に、加熱処理して得られた反応液を冷却する工程、及び冷却された反応液から固体部を除去する工程を含む、請求項１〜５のいずれか１項記載のヘスペリジン組成物の製造方法。
7. 反応液を冷却する工程において、加熱処理温度から９０℃までの冷却速度が０．１℃／ｓ以上である、請求項６記載のスペリジン組成物の製造方法。
8. ヘスペリジン組成物の形態が水溶液状又は粉末状である、請求項１〜７のいずれか１項記載のスペリジン組成物の製造方法。