JP7334284B2 - ステビア由来分子、そのような分子を得る方法、及びその使用 - Google Patents

Description

高糖分の食品や飲料の消費に関連して、多くの疾患が認識されているため、砂糖代替品がますます注目を集めている。しかしながら、ズルチン、シクラミン酸ナトリウム及びサッカリンのような多くの人工甘味料は、それらの安全性について議論の余地がある懸念のためにいくつかの国で制限されていた。したがって、天然由来のノンカロリー甘味料がますます普及してきている。甘いハーブであるステビア（Ｓｔｅｖｉａ ｒｅｂａｕｄｉａｎａ）は、他の多くの高甘味度甘味料よりも優れた高強度の甘味と官能特性を特徴とする多数のジテルペン配糖体を生成する。

ステビア（Ｓｔｅｖｉａ ｒｅｂａｕｄｉａｎａ）は、キク科（Ａｓｔｒａｃｅａ）に属する植物種であり、南アメリカ原産であり、現在世界の多くの地域で栽培されている（Ｇａｒｄａｎａ ｅｔ ａｌ．、２００３；Ｋｏｙａｍａ ｅｔ ａｌ．、２００３；Ｃａｒａｋｏｓｔａｓ ｅｔ ａｌ．、２００８）。ステビアの葉は天然に甘いもので、南アメリカでは何百年もの間食品の甘味料として使用されてきた（Ｓｏｅｊａｒｔｏ ｅｔ ａｌ．、１９８２）。ステビア（Ｓｔｅｖｉａ ｒｅｂａｕｄｉａｎａ）の抽出物は、長年にわたり日本及び他の東南アジア諸国で食品を甘くするために商業的に使用されてきた（Ｋｏｙａｍａ ｅｔ ａｌ．、２００３）。自然の産物として、ステビア植物の葉はステビオール配糖体と呼ばれるさまざまな甘味成分を含んでいる。報告によれば、ステビア葉抽出物中に典型的に存在する４０を超えるステビオール配糖体が同定されている（Ｃｅｕｎｅｎ ａｎｄ Ｇｅｕｎｓ、２０１３； Ｐｕｒｋａｙａｓｔｈａ ｅｔ ａｌ、２０１６）。これらのステビオール配糖体のそれぞれはそれ自身の独特の味の特徴及び甘味強度を有し、それは砂糖よりも３５０倍まで甘くなり得るが、異なる糖部分がアグリコンステビオール（ｅｎｔ‐カウレン型ジテルペン）に結合する類似の分子構造を共有する。

ステビア植物の葉は、全乾燥重量の約１０％から２０％の範囲の量でジテルペン配糖体を含有する混合物を含有する。これらのジテルペン配糖体は砂糖よりも約３０～４５０倍甘い。構造的には、ジテルペン配糖体の多くは、単一の塩基、ステビオールによって特徴付けられ、位置Ｃ１３及びＣ１９における炭水化物残基の存在によって異なる。典型的には、乾燥重量基準で、ステビアの葉に見出される４つの主要なステビオール配糖体は、ズルコシドＡ（０．３％）、レバウジオシドＣ（０．６‐１．０％）、レバウジオシドＡ（３．８％）及びステビオシド（９．１％）である。ステビア抽出物中に同定された他の配糖体には、レバウジオシドＢ、Ｄ、Ｅ、及びＦ、ステビオールビオシド及びルブソシドが含まれる。

レバウジオシドＡ及びステビオシドは最も商業的な関心を集めており、商業的な高強度甘味料としてのそれらの適合性に関して広く研究されそして特徴付けられている。炭酸飲料における安定性試験により、それらの熱安定性及びｐＨ安定性が確認された（Ｃｈａｎｇ Ｓ．Ｓ．、Ｃｏｏｋ、Ｊ．Ｍ．（１９８３）Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｆ ｓｔｅｖｉｏｓｉｄｅ ａｎｄ ｒｅｂａｕｄｉｏｓｉｄｅ Ａ ｉｎ ｃａｒｂｏｎａｔｅｄ ｂｅｖｅｒａｇｅｓ．（炭酸飲料中のステビオシド及びレバウジオシドＡの安定性試験）、Ｊ．Ａｇｒｉｃ．Ｆｏｏｄ Ｃｈｅｍ．３１：４０９‐４１２）。

ステビオール配糖体は分子構造だけでなくそれらの味特性も互いに異なる。通常、ステビオシドはスクロースよりも１１０～２７０倍甘いことがわかっており、レバウジオシドＡはスクロースよりも１５０～３２０倍甘いことがわかっている。レバウジオシドＡは、主要なステビオール配糖体において、最も渋味が少なく、最も苦味が少なく、持続性が最も低い後味を有しており、したがって最も好ましい官能的特質を有している（Ｔａｎａｋａ Ｏ．（１９８７）Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔａｓｔｅ ｏｆ ｎａｔｕｒａｌ ｓｗｅｅｔｅｎｅｒｓ．（天然甘味料の味の改善）、Ｐｕｒｅ Ａｐｐｌ．Ｃｈｅｍ．６９：６７５‐６８３；Ｐｈｉｌｌｉｐｓ Ｋ．Ｃ．（１９８９）Ｓｔｅｖｉａ： ｓｔｅｐｓ ｉｎ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ａ ｎｅｗ ｓｗｅｅｔｅｎｅｒ（ステビア：新しい甘味料を開発することにおけるステップ）、Ｉｎ：Ｇｒｅｎｂｙ Ｔ．Ｈ．編 Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ｉｎ ｓｗｅｅｔｅｎｅｒｓ（甘味料の開発）、ｖｏｌ．３．Ｅｌｓｅｖｉｅｒ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ、ロンドン．１‐４３）。

２１世紀初頭までに、ステビア（Ｓｔｅｖｉａ ｒｅｂａｕｄｉａｎａ）におけるステビオール配糖体の限られた数の化学構造のみが、ステビオシド、レバウジオシドＡ‐Ｆ、ズルコシドＡ、及びステビオールビオシドを含めて特徴付けられてきた（Ｃｅｕｎｅｎ ａｎｄ Ｇｅｕｎｓ、２０１３）。近年、ステビア（Ｓｔｅｖｉａ ｒｅｂａｕｄｉａｎａ）の葉から多様な化学構造を有する多数の少量のステビオール配糖体が報告されている（Ｃｈａｔｕｒｖｅｄｕｌａ ｅｔ ａｌ．、２０１１ａ、ｂ、ｃ； Ｃｈａｔｕｒｖｅｄｕｌａ ａｎｄ Ｐｒａｋａｓｈ、２０１１ａ、ｂ）。ｅｎｔ‐カウレン型ジテルペンであるこれらの多様なステビオール配糖体は、１，２‐；１，３‐；１，４‐又は１，６‐α又はβ‐グリコシド結合を介してＣ‐１３及びＣ‐１９位でグルコース、ラムノース、キシロース、フルクトース及びデオキシグルコースなどの様々な糖に結合している（Ｐｕｒｋａｙａｓｔｈａら、２０１６）。

ステビオール配糖体の使用は、甘草味、苦味、渋み、甘い後味、苦い後味、甘草の後味を含むある種の望ましくない味特性によって今日まで制限されており、濃度の増加と共により顕著になる。これらの望ましくない味の特質は、砂糖を完全に代替するためには６００ｍｇ／Ｌを超える濃度のステビオール配糖体が必要とされる炭酸飲料において特に顕著である。そのような高濃度でステビオール配糖体を使用すると、最終製品の味が著しく悪化する。

したがって、スクロースの時間的及び風味プロファイルと同様の時間的及び風味プロファイルを提供する、天然の低カロリー又はノンカロリー甘味料を開発する必要性が依然としてある。

ステビア植物から配糖体を精製するための方法に対するさらなる必要性が依然としてある。

本発明は、概して、新規ジテルペン配糖体並びに前記新規ジテルペン配糖体を含む組成物及び消耗品、並びに前記新規ジテルペン配糖体を精製する方法、前記新規ジテルペン配糖体を含む組成物及び消耗品を調製する方法、並びに新規ジテルペン配糖体を用いた消耗品の風味又は甘味を増強又は改変する方法に関する。本発明の新規ジテルペン配糖体はステビア植物から単離される。

本発明は、ステビア由来分子、そのような分子を得るための方法、及びそのような分子の使用に関する。これらのステビア由来分子は、ステビオール骨格構造を有していてもいなくてもよいが、ステビオール配糖体にいくらか又は実質的に類似していてもよい構造を有する。いくつかの場合において、これらの分子はステビオール配糖体とは非常に異なる構造を有する。これらのステビア由来分子は、所望の味及び風味特性を有し、それには、甘味付与特性、風味調整特性、これらの特性の組み合わせ、及び他の特性が含まれ得る。

図１は勾配ＫＭ７を用いたステビア抽出物Ａ９５の代表的な分析クロマトグラムを示す。上段と中段のプロットはＭＳ ＴＩＣ（‐）（質量分析全イオン電流）クロマトグラム、下段のプロットはＥＬＳＤ（蒸発光散乱検出器）クロマトグラムである。 図２は表１に記載の異なる化合物を単離するために使用される概略工程のチャートである。 図３は表１に記載の異なる化合物を単離するために使用される概略工程のチャートである。 図４はＲＳＧ１（関連ステビオール配糖体１）の構造を示す。 図５はＲＳＧ２（関連ステビオール配糖体２）の構造を示す。 図６はＲＳＧ３（関連ステビオール配糖体３）の構造を示す。 図７はＲＳＧ４（関連ステビオール配糖体４）の構造を示す。 図８はＲＳＧ５（関連ステビオール配糖体５）の構造を示す。 図９はＲＳＧ６（関連ステビオール配糖体６）の構造を示す。 図１０はレバウジオシドＴの構造を示す。 図１１はレバウジオシドＹの構造を示す。 図１２はレバウジオシドＯ２の構造を示す。 図１３はレバウジオシドＣ２の構造を示す。 図１４はレバウジオシドＷの構造を示す。 図１５はレバウジオシドＷ２の構造を示す。 図１６はレバウジオシドＵ２の構造を示す。 図１７Ａはステビア葉抽出物の選択された画分のＲＰ‐ＨＰＬＣ分析を示す。 図１７Ｂはステビア葉抽出物の選択された画分のＥＬＳＤ及びＭＳ分析を示す。 図１７Ｃはステビア葉抽出物の選択された画分の^１Ｈ‐ＮＭＲ分析を示す。 図１７ＤはレバウジオシドＷ３の構造を示す。 図１８はレバウジオシドＶの構造を示す。 図１９はレバウジオシドＵの構造を示す。 図２０はレバウジオシドＫ２の構造を示す。 図２１はレバウジオシドＶ２の構造を示す。

本発明のステビア由来分子のいくつかの化学構造は、添付の図面に示されている。本明細書で使用されるとき、「ステビア由来分子」は、ステビア・レバウディアナ（Ｓｔｅｖｉａ ｒｅｂａｕｄｉａｎａ）種のあらゆる変種の植物のあらゆる部分から得られた分子を指すものとする。

これらのステビア由来分子は、食品、飲料、栄養補助食品、医薬品、タバコ製品、化粧品、口腔衛生製品などの調製に有用である。ステビア由来分子のいくつかはステビオール骨格を有し、ステビオール配糖体と呼ばれることがある。本発明の他のステビア由来分子は異なる骨格を有するが、ステビオール配糖体と同様の性質を有してもよく、又は他の有益な性質を有してもよい。

これらのステビア由来分子は、単独で、又は他の成分、例えば甘味料、風味剤、風味改良剤などと組み合わせて使用することができる。そのような他の成分はステビオール配糖体成分、又は他の天然若しくは合成供給源由来の成分を含み得る。

ステビア由来分子を得る方法は、ステビア植物の葉からステビオール配糖体を抽出するために使用される方法を含む。他の方法は、植物の他の部分からの抽出、又は他の抽出技術及び溶媒を含み得る。

以下の実施例は、本発明の特定の実施形態を実証するものであり、決して本発明の範囲を限定することを意図するものではない。

実施例１
イリノイ州オークブルックのＰｕｒｅＣｉｒｃｌｅ ＵＳＡ Ｉｎｃ．から入手可能な「Ａ９５」と表示されたステビア抽出物を使用して、以下の分析方法論を使用して主要及び少量のステビオール配糖体成分を単離し、特徴付けした。

１．１ サンプル
商品名：ステビア葉抽出物Ａ９５
バッチ番号：ＷＩＰ Ａ９５ ２７Ａ
製造日：２０１６年４月２日

１．２ 分析ＬＣＭＳ（液晶質量分析）
分析ＬＣＭＳは島津シングルクワッドＵＰＬＣシステムで実施した（表１参照）。最初の４０分間は同一である２つの異なる勾配システムを適用した（表２ａ及び２ｂ参照）。
勾配ＫＭ７を使用して、すでに同定されているステビオール配糖体＃２５‐＃２９を含むすべての化合物を分析したが、勾配ＡＣＤ１はより速く化合物＃１‐＃２４の分析に使用した。

参照試料は、ステビア葉抽出物Ａ９５（２０ｍｇ）をメタノールとジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）の１：１混合物に溶解することによって調製した。均一な溶液を得るために３０分間の超音波処理が必要であった。溶液を４℃で保存した。

分析システムは、溶媒組成の変化に対して非常に敏感であることが証明され、新しいバッチの溶媒を使用したときに保持時間のシフトが観察された。それゆえ、参照サンプルを各分析バッチの前後に分析し、保持時間の割り当てを検証した。

勾配ＫＭ７を使用した典型的な分析クロマトグラムを図１に示す。

１．３ 再結晶
ステビア葉抽出物Ａ９５（１００ｇ、白色粉末）を６５℃の温度でエタノール／水７０／３０（７５０ｍＬ）に溶解した。
乳白色の溶液を水浴中で室温まで冷却させ、次いで吸引フィルターを通して濾過した。
集めた結晶をエタノールで洗浄し、乾燥し、貯蔵した。母液と洗浄液を別々に保ち、それぞれの溶媒を真空下で除去した。

１．４ 逆相ＭＰＬＣ（中圧液体クロマトグラフィー）
それぞれの試料（１５ｇ）をメタノールに溶解し、セライト（３０ｇ）を加え、溶媒をロータリーエバポレーターにより除去する。固定化サンプルをガラスカラムに移し、表３に記載のＭＰＬＣシステムに組み込む。時間に基づく分画は１８画分になる（それぞれ４分）。溶媒及び勾配は表３に記載されている。

１．５ 順相クロマトグラフィー
それぞれの試料（２０ｇ）をメタノールに溶解し、シリカ（４０ｇ）を加え、溶媒をロータリーエバポレーターで除去する。固定化サンプルをガラスカラムに移し、表４に記載の高圧液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）システムに組み込む。酢酸エチル／メタノール１：１で洗浄することにより、移送カラムから空気を除去する。時間に基づく分画は、分画中に生成されたＵＶ及びＥＬＳＤデータに基づいて組み合わされる９０の画分（それぞれ０．５分）になる。得られた画分をＬＣＭＳによって分析する。溶媒及び勾配は表４に記載されている。

１．６ 逆相ＨＰＬＣ
それぞれの試料（３．５ｇまで）をメタノールに溶解し、Ｃ‐１８ＲＰ材料を加え、溶媒をロータリーエバポレーターにより除去する。固定化サンプルをカラムに移し、表５に記載のＨＰＬＣシステムに組み込む。時間に基づく分画は、分画中に生成されたＵＶ及びＥＬＳＤデータに基づいて組み合わされる１２０の画分（それぞれ２７秒）をもたらす。
得られた画分をＬＣＭＳによって分析する。溶媒及び勾配は表５に記載されている。

１．７ ＨＩＬＩＣ（親水性相互作用液体クロマトグラフィー）
それぞれの試料を２ｍＬの溶媒ＡとＢの３：１混合物に溶解する（表６参照）。サンプル注入は９．９５分後に行う。時間に基づく分画は、分画中に生成されたＵＶ及びＥＬＳＤデータに基づいて組み合わされる９６の画分（それぞれ４３秒、１８分後から開始）になる。得られた画分をＬＣＭＳによって分析する。溶媒及び勾配は表６に記載されている。

１．８ ＮＭＲ（核磁気共鳴）
単離された化合物は、Ｂｒｕｋｅｒ ５００Ｍｈｚ ＮＭＲ分光計を使用してＮＭＲ分光法によって同定された。アグリコンの同定は、主な指標としてＣ１７、Ｃ１８及びＣ２０プロトンシグナルを用いた参照^１Ｈ‐ＮＭＲスペクトルに基づいた。特にＣ２０プロトンシフトは、化合物＃４及び＃１８に見られるように変化を示した。Ｈ‐Ｈ‐Ｃｏｚｙ、ＨＳＱＣ及びＨＭＢＣを用いて配糖体を解明し、参考として文献公知のステビオシドのスペクトルを用いて実験を行った。

１．９ 結果
図１は、上記のような分析方法論を用いることによって表７において同定された主要ピークを含むＨＰＬＣチャートを示す。表７のさまざまな化合物を単離するための概略的な手順を図２と図３に示す。

実施例１の方法を用いて単離された新規ステビア葉由来分子のリストを表８及び表９に示す。

実施例２：新規化合物の同定及び特徴付け
この実施例は、例としてレバウジオシドＷ３（＃１９）の単離、同定及び特徴付けを概説する。全ての新規ステビオール配糖体分子について同様の分析を行った。

単離
１００ｇのステビア葉抽出物Ａ９５をセクション１．３（実施例１）に記載の方法に従って再結晶化して、３３．２ｇの濃縮された少量の化合物を母液から得た。濃縮された少量の化合物を、勾配Ａを用いてセクション１．５に記載のように順相クロマトグラフィーを用いて分画した（表４参照）。画分４９～６０は１．３２ｇの濃縮された少量の化合物を生成し、これを勾配Ｌを使用してセクション１．４に従って逆相ＨＰＬＣを使用してさらに分画した。

ＲＰ（逆相）‐ＨＰＬＣ＆ＬＣＭＳ
画分５１＋５２に赤い長方形、ＥＬＳＤトレース（青）、及びＵＶトレース（オレンジ色）の印を付けて（図１７Ａ）、＃１９を３７．５ｍｇ得た。分取ＲＰ‐ＨＰＬＣクロマトグラムを用いた画分６６＋６７（図１７Ｂ）により、濃縮された少量の化合物３．８５ｇを得た。画分６６＋６７をセクション３．２に従ってＬＣＭＳにより分析した（図１７Ｂ参照）。３７．５ｍｇの化合物＃１９が８９％純度（ＥＬＳＤ）で得られた。

ＮＭＲ
化合物＃１９の構造は、ｄ_４‐メタノール中５００ＭＨｚのＢｒｕｋｅｒ‐ＮＭＲでのＮＭＲによって決定された（δ_Ｃ＝４８．５ｐｐｍ；δ_Ｈ＝３．３ｐｐｍ）。データを表１０に示し、ＮＭＲ分析を図１７Ｃに示す。化合物＃１９の構造を図１７Ｄに示す。

単離されたものとして、又は他のステビア由来分子と組み合わせてのいずれかで、好ましくは８０～９９％の範囲の純度レベル（９０～９５％の純度、９９％の純度、及び８９％以上の純度を含む）で、上記で同定されたこれらの少量の分子のそれぞれはステビアベースの成分を含有する製品の甘味、味及び風味のプロファイルに多数の望ましい効果を及ぼすと考えられている。これらの分子は、食品、飲料、栄養補助食品、医薬品、及び他の食料品又は消費品において、特定の味を与えること、又は風味を変えること、又はその両方において有用であり得る。

本明細書に示された前述の説明及び特定の実施形態は、本発明の最良の形態及びその原理の単なる例示であり、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく修正及び追加が当業者によって容易になされ得る。したがって本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ限定されると理解される。

Claims (4)

1. 以下の構造を有する分子を、８０％を超える純度レベルで含む、味付与特性、風味改変特性、又はそれらの組み合わせを有するステビア由来の組成物。
   
2. 以下の構造を有するステビア由来分子。
   
3. 請求項１に記載のステビア由来の組成物又は請求項２に記載のステビア由来分子の、食品、飲料、栄養補助食品、医薬品、及び他の食料品又は消費可能製品において特定の味を与えること、又は風味を変えること、又はその両方のための使用。
4. 請求項１に記載のステビア由来の組成物又は請求項２に記載のステビア由来分子を含む、食品、飲料、栄養補助食品、医薬品又は他の消費可能製品。