JP6505392B2 - 保湿剤及びそれを含む皮膚外用剤 - Google Patents

Description

本発明は保湿剤及びそれを含む皮膚外用剤に関する。

パイナップルは、ジュースや果実を食する代表的な食用植物である。しかしながら、通常柔らかい果肉部分が食され、堅い組織を有する果芯部分はくり抜かれ、廃棄物として処分されているのが実情である。

パイナップルの果芯の用途としては、食物繊維（食品ファイバー）としての利用の他に、果芯を含む可食部からヒドロキシ脂肪酸誘導体を抽出して保湿機能改善剤やバリア機能改善剤として利用すること（特許文献１）、果芯を含む可食部からグルコシルセラミドを抽出して紫外線暴露に起因する表皮水分量低下防止に優れた化粧料の原料とすること（特許文献２）、果芯を含む果実から得られる果汁を濃縮する工程で得られる果実水を化粧料の原料とすること（特許文献３）などが知られている。

また、この他に、パイナップルの果実液やその抽出物に抗酸化作用、抗炎症作用、メラニン生成抑制作用があること（特許文献４）、パイナップルの果実やその果汁、抽出液などに口蹄疫の予防又は／治療作用があること（特許文献５）などが知られている。

しかしながら、これらの方法は可食部を含めた果実の果汁を主として利用する方法であって、パイナップルの果汁残渣とも言える果芯部分を有効利用する方法が望まれていた。

また、パイナップル果芯の組成はPardoら（非特許文献１）によって調べられているが、酵素処理によって果芯を有効利用できるかどうかはこれまでのところ未知であった。

特開２０１２−１５８５７３号公報 特開２０１３−２４１３７０号公報 特開平１０−２８７５２６号公報 特開２００２−２７５０８１号公報 特開２００３−２０１２４５号公報

Pardo et al., J. Agric. Chemistry and Enviroment, 2014, 3, 53-56

本発明は上記背景技術に鑑みてなされたものであって、パイナップルの果芯を有効利用する方法を提供することにある。

本発明は、パイナップルの果芯をセルラーゼ処理した処理物を保湿剤として利用することである。

パイナップル特有の香りを有する保湿剤及びこれを利用した皮膚外用剤が提供される。

図１はパイナップル果芯のセルラーゼ処理物中の構成糖の分析結果を示すチャートである。図１中の数字は、表１の酵素番号に対応する。 図２は熱処理の有無による効果を示すチャートである。 図３はパイナップル果芯処理物塗布時の経表皮水分蒸散量の変化を示すグラフである。 図４はパイナップル果芯処理物塗布時の角層水分量の比較を示すグラフである。

本発明に係る保湿剤は、パイナップル果芯をセルラーゼ酵素剤により酵素処理をして得られる。本発明で用いられるパイナップル果芯は、パイナップル科アナナス属に属する植物の果実から可食部を除いた部位であり、通常廃棄される部分である。本発明はこの廃棄される部分を利用するものであって、可食部が含まれることもあり得る。

セルラーゼ酵素剤はセルラーゼ生産菌から調整され、上市されている各種のセルラーゼ酵素剤が使用され得る。セルラーゼ酵素剤の由来は問われず、アスペルギウス属、例えばアスペルギウス・ニガー（Aspergillus niger)由来のセルラーゼ酵素剤や、トリコデルマ・リーゼイ（Trichoderma reesei）由来の酵素剤が例示される。セルラーゼはβ−１,４−グルカンのグリコシド結合を分解する酵素であって、セルラーゼ酵素剤は１種又は複数種のセルラーゼを含む。酵素処理に際して、１種のセルラーゼ酵素剤が用いられるが、２種以上のセルラーゼ酵素剤が用いられることもある。

酵素処理はパイナップル果芯とセルラーゼ酵素剤を接触させることで行われる。酵素処理の条件はいわゆる当業者が適宜定め得る。処理条件として、３０〜６０℃、好ましくは４０〜５５℃、より好ましくは４５〜５０℃の反応温度、ｐＨ４〜８、好ましくはｐＨ５〜７において、８〜２４時間の接触時間が例示される。また、酵素濃度は基質濃度（果芯量）によっても異なるが、基質濃度が２５〜５０％の場合には、０.１〜５％、好ましくは０.５〜２％である。

セルラーゼ酵素剤との接触に際し、パイナップル果芯は予め切断及び／又は破砕されることが好ましい。また、任意的な処理としてオートクレーブや煮沸による加熱処理を行い得る。加熱処理の条件も特に制限されることがなく、例えば１〜３気圧、１０５℃〜１５０℃、５〜３０分の高圧蒸気処理条件や、沸騰水中で３０分〜２時間の加熱条件が例示される。

こうして得られた酵素処理物は、アラビノースやキシロビオースなどのオリゴ糖と維管束系の繊維質を含む。特に繊維質を除いた反応液は多種のオリゴ糖を含み、保湿効果に優れる。また、パイナップル特有の芳香を有し、香料としても機能する。

酵素処理物は、遠心分離やろ過などの方法により反応液とその残渣である繊維質に分離され、反応液は保湿剤として化粧料などの皮膚外用剤に配合され得る。また、残渣が少ない場合などには、両者を分離することなく反応物（処理物）全体を配合しても差し支えない。

さらに、繊維質を少なくしたい場合には脱リグニン処理が行われる。脱リグニン処理の方法は特に限定されるものでなく、例えば１〜１０％程度の次亜塩素酸のアルカリ性水溶液に室温又は３０〜５０℃程度の加温下で３０分〜数時間、果芯又は上記の繊維質を浸漬させることで行われる。脱リグニン処理は、上記セルラーゼ酵素剤との接触前後の何れの時期に行ってもよい。セルラーゼ酵素剤との接触前に行う場合には、脱リグニン処理をした果芯とセルラーゼ酵素剤を接触させるか、果芯を含む脱リグニン処理液をｐＨ調整した後にセルラーゼ酵素剤と接触させる。また、セルラーゼ酵素処理剤との接触後に行う場合には、好ましくは酵素処理した後の反応液から取り出した繊維質を脱リグニン処理を行った後、さらにセルラーゼ酵素剤と接触させ、先に分離した反応液と混合して用いる。あるいは、酵素処理した後の反応液から繊維質を分離することなく脱リグニン処理を行い、ｐＨ調整した後に再びセルラーゼ処理剤を接触させてもよい。この場合に使用するセルラーゼ酵素剤は、先に使用したセルラーゼ酵素剤と同一の酵素剤であり、異なる酵素剤でもあり得る。なお、加熱処理と脱リグニン処理を施す場合、どちらを先に行ってもよい。

パイナップル果芯の酵素処理物は、そのまま保湿剤として用いてもよく、さらに濃縮してエキス状の保湿剤として、また、凍結乾燥などの方法により乾燥して個体状の保湿剤として用いることもできる。

本発明に係る皮膚外用剤はヒト又は動物の皮膚への適用を目的とした組成物である。その用途は限られず、例えば皮膚外用剤は医薬組成物であり、化粧用組成物であり、いわゆる医薬部外品としての組成物であり得る。また、その剤型も問わず、乳液であり、クリームであり、軟膏であり、化粧水のような液剤であり、スプレー剤であり得る。

皮膚外用剤への配合量は目的とする剤型によっても異なるが、概ね組成物中０.００００１〜９９.９％であり、好ましくは０.００１〜１０％、さらに望ましくは０.０１〜５％である。

皮膚外用剤は、水や油分などの担体、界面活性剤、保存剤、安定剤など製剤化に必要な成分の他、紫外線吸収剤、紫外線反射剤、抗炎症剤、抗アレルギー剤、抗酸化剤、抗生物質などの各種薬理活性成分を含み得る。また、パイナップル果芯の酵素処理物以外の保湿剤も配合され得る。

以下、本発明について下記の実施例に基づいて説明するが、本発明は下記実施例に限定されないのは言うまでもない。

〔セルラーゼ酵素剤による酵素処理〕
市販の冷凍パイナップル果芯を解凍後、切断し、水とともに約３分間ミキサーにて破砕した。２枚重ねた家庭用ゴミ用不織布袋で破砕物をろ過し、流水で洗浄して酵素処理用サンプルとした。

表１に示す食品用セルラーゼ酵素剤で酵素分解を行った。サンプルを５ｍＭ酢酸バッファー（ｐＨ５.０）に１０％となるように懸濁させ、各セルラーゼ酵素剤を濃度０.１〜１％となるように加え、３７〜６０℃で１５〜２４時間反応させた。酵素反応後、反応液を遠心分離器にて遠心分離（１０,０００rpm、４℃）した。その結果、各セルラーゼ酵素剤間でバラツキが見られるものの、サンプル中に見られた細胞のほとんどがセルラーゼ処理により分解され、サンプル中に見られた維管束系の繊維質は残渣として残った。使用した酵素剤の中で、繊維質が少なく、単糖又はオリゴ糖の生成量が相対的に多かった酵素剤はＣ５、Ｃ６、Ｃ１１、Ｃ１９の酵素剤であった。また、３７〜６０℃の間で反応が進んだが、４５〜５０℃での反応条件において、オリゴ糖の生成量が多く、好ましい温度条件であった。

次に、その上清からサイズ排除ＨＰＬＣにて分解生産物を調べた。サイズ排除ＨＰＬＣは、Oligo PWカラム（TOSO製）を装填したTOSO-8020 HPLC分析システムを用いて行った。その結果、単糖及び２糖、３糖以上のオリゴ糖が生成されることが判明した（図１参照）。また、その上清について、フェノール硫酸法で全糖量を測定するとともにトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）を用いて構成糖を分析したところ、上清中の全糖／還元糖の構成比は２.２であり、平均的にはビオースが構成糖であった。また、ウロン酸は全糖中１％程度しかなく、その殆どは中性糖と考えられた。さらにＴＦＡによる加水分解によりアラビノース、キシロース、セルロースが増加していることから、それぞれのオリゴ糖が単糖に分解されていることが示された（表２参照）。これらのことから、パイナップル果芯からアラビノースやキシロビオースなど単糖やオリゴ糖を含む酵素反応物が得られることが言える。また、上清の１０％水溶液は、パイナップル特有の甘い香りが残っており、皮膚に対する刺激性もなかった。

また、１１５℃３０分のオートクレーブ処理をした果芯を同様に酵素処理したところ、図２に示すように単糖やオリゴ糖の生成率が若干向上した。なお、この酵素処理には繊維質が少なく、オリゴ糖の生成量が多かったＣ１１の酵素剤を用いた。

次に、実施例１で得られた酵素処理物の残渣である繊維質を、１０％の次亜塩素酸ナトリウム水溶液に室温で８時間浸漬して、脱リグニン処理を行った。次いで、表１に示す各セルラーゼ酵素剤（反応液中１％の酵素剤を含む）で、実施例１と同様に１５時間の酵素処理を行った。その結果、各酵素間でバラツキが見られるものの、繊維質の減少が見られた。この実施例においては、上記酵素のうち、可溶化が比較的良好であった酵素は、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ５、Ｃ７、Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ１８、Ｃ１９であった。

また、実施例１と同様に反応物の糖分析を行ったところ、ほぼ、マンノース（２.２モル）、ガラクトース（１.２モル）、グルコース（１モル）の比でそれらの存在が確認され、繊維質の可溶化が行われた。これによりパイナップル果芯の可溶化が促進され、繊維質の少ない保湿剤が提供され得る。

次に実施例１で得られた上清（Ｃ１１の酵素剤による処理物）を用いて表３に示す処方の化粧水を作製し、保湿効果を確認した。保湿効果は、塗布部の経表皮水分蒸散量（ＴＥＷＬ）と角層の水分量を測定することで確認した。

〔経表皮水分蒸散量〕
化粧水を１日２回７日間前腕内側部に塗布し、塗布部の経表皮水分蒸散量を、塗布前、塗布開始５日後、塗布開始１０日後に測定した。経表皮水分蒸散量は、皮膚水分蒸散量測定装置 TEWAMETER TM210（COURAGE＋KHAZAKA Electronic GmbH 社製）を用いて測定した。その結果を図３に示した。この結果、パイナップル果芯酵素処理物を含む化粧水を塗布することで、経皮からの水分蒸散量を抑えることができた。

〔角層水分量〕
１％の上記上清を含む５０％１,３−ブタンジオール水溶液を前腕内側部に塗布し、角層水分量を表皮角層水分量測定装置SKICON-200EX（株式会社ヤヨイ社製）を用いて測定した。角層水分量は、塗布後５０分経過時、５０分経過後に塗布部位を洗浄した後、洗浄後２０分経過時に測定した。その結果を図４に示した。なお、図４には塗布前の角層水分量に対する相対値を示した。この結果、未塗布の場合と比較して、パインアップル果芯処理物の塗布により角層の水分保持量は増大した。また、未塗布部分では水洗後水分保持量が低下しているのと比較し、パインアップル果芯処理物を塗布した部位では水洗後も高い水分保持量を保っていた。

本発明によるパイナップル果芯の有効利用が測れ、産業廃棄物の減量化に貢献する。

Claims (10)

1. パイナップル果芯をセルラーゼ酵素剤で酵素処理した果芯処理物を有効成分とするパイナップルの香りを有する保湿剤。
2. 加熱処理及び／又は脱リグニン処理を施したパイナップル果芯を酵素処理した請求項１に記載の保湿剤。
3. セルラーゼ酵素剤で酵素処理された後の残渣に脱リグニン処理を施し、さらにセルラーゼ酵素剤で酵素処理した果芯処理物を含む請求項１又は２に記載の保湿剤。
4. 前記脱リグニン処理はアルカリ性次亜塩素酸との接触による処理である請求項２又は３に記載の保湿剤。
5. 前記セルラーゼ酵素剤はトルコデルマ属由来のセルラーゼ酵素剤又はアスペルギウス属由来のセルラーゼ酵素剤の少なくとも何れかを含む請求項１〜４の何れか１項に記載の保湿剤。
6. パイナップル果芯をセルラーゼ酵素剤で酵素処理したパイナップルの香りを有する果芯処理物を含む皮膚外用剤。
7. 加熱処理及び／又は脱リグニン処理を施したパイナップル果芯を酵素処理して得られる果芯処理物を含む請求項６に記載の皮膚外用剤。
8. セルラーゼ酵素剤で酵素処理された後の残渣に脱リグニン処理を施し、さらにセルラーゼ酵素剤で酵素処理した果芯処理物を含む請求項６又は７に記載の皮膚外用剤。
9. 前記脱リグニン処理はアルカリ性次亜塩素酸との接触による処理である請求項７又は８に記載の皮膚外用剤。
10. 前記セルラーゼ酵素剤はトルコデルマ属由来のセルラーゼ酵素剤又はアスペルギウス属由来のセルラーゼ酵素剤の少なくとも何れかを含む請求項６〜９の何れか１項に記載の皮膚外用剤。