JP7466164B1 - 茶花の有効利用形態 - Google Patents
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Abstract
Description
チャ(以下、「茶」ということもある。)の葉の抽出物は、様々な薬理活性を有しており、覚醒や利尿、解熱、鎮静、消化促進、元気回復作用などは古くから知られている。中国においては、最古の本草書(薬学専門書)である「神農本草経」(後漢時代)に上薬として“苦菜”の名前でチャの葉(茶葉)が収載されているほか、「茶経」(761年頃、陸羽著)など多数の本草書に種々の薬効が記載されている。日本でも「喫茶養生記」(1211年成立、栄西著)や「本朝食鑑」(1697年刊、人見必大著)などにも収載され薬効が記されている。
近年では、チャ葉に含まれるカテキンなどのポリフェノール類が活性酸素消去作用など多様な機能性を有することが報告されている。また、チャ葉には微量であるがサポニン化合物foliatheasaponin I~Vが含有され、抗炎症作用(脱顆粒抑制作用)を有することなどが本発明者らによって報告されている(非特許文献1、2、特許文献1など)。また、チャ種子に含まれる29種のサポニン成分theasaponin類が本発明者らによって単離、構造決定されると共に、甘味抑制作用、胃保護作用、胃排出能抑制作用と小腸運動亢進作用が明らかになっている(非特許文献3など)。
茶花の抽出物には、抗アレルギー作用を有するサポニン化合物floratheasaponin類が含まれることが本発明者によって報告されている(非特許文献4など)。また、茶花の抽出物には、中性脂肪吸収抑制作用、糖吸収抑制作用、胃粘膜保護作用、抗アレルギー作用、胃排出能抑制作用、腸運動亢進作用、膵リパーゼ活性阻害作用、胃がん細胞の増殖抑制作用などを有するサポニン化合物としてfloratheasaponin類と共にchakasaponin類も含まれることが、本発明者により報告されている(非特許文献5~10など、特許文献2~6)。
茶花抽出物を得る方法として、特許文献2~6は、含水エタノール、含水メタノール、含水ブタノール、含水酢酸エチルなどの溶媒を用いて抽出する方法を報告している。しかし、特許文献2~6の方法は、何れも多段階の工程を必要とする。また、特許文献2~6の方法は、抽出物から各種クロマトグラフィーを組み合わせてサポニン化合物を単離し構造決定することを目的としているため、溶媒として、エタノール、メタノール、ブタノール、酢酸エチルを用いているが、エタノールは高価であるため抽出溶媒として工業利用するのに適さず、メタノール、ブタノール、酢酸エチルは食品製造には好ましくない。
従って、実際には、水で複数回加熱抽出したのち、抽出液を合わせて濃縮し、これを乾燥させて得られる熱水抽出エキスが健康食品素材として利用されている。しかし、熱水抽出エキスの製造も、他の溶媒を用いる場合と同様に多段階の操作を要して手間がかかることが難点であった。また、茶花熱水抽出エキスの収量は原料茶花の20質量%程度にとどまっている。
(1)同量の茶花粉末と茶花熱水抽出エキスに含有される化合物量を比較すると、茶花粉末には茶花熱水抽出エキスと同程度量のサポニン化合物が含有されている。一方、カフェイン含量は、茶花粉末の方が熱水抽出エキスより少なく約4分の1である。
(2)オリーブ油負荷マウスに経口投与した場合の血中での中性脂肪の上昇抑制作用については、茶花粉末は、熱水抽出エキスより強くかつ熱水抽出エキスより持続する。
(3)マウスに経口投与した場合の胃内容物の腸への移動抑制能(胃排出能抑制効果)については、茶花粉末は熱水抽出エキスより強い。
〔1〕 チャの花の粉末。
〔2〕 平均粒径が1~200μmである、〔1〕に記載の粉末。
〔3〕 最大粒径が2~1000μmである、〔1〕又は〔2〕に記載の粉末。
〔4〕 18号~200号の何れかのメッシュの篩を通過したものである、〔1〕~〔3〕の何れかに記載の粉末。
〔5〕 トータルサポニン含有量が、チャの花の粉末の全量に対して、1~20質量%である、〔1〕~〔4〕の何れかに記載の粉末。
〔6〕 chakasaponin I、chakasaponin II、及びchakasaponin IIIの合計含有量が、チャの花の粉末の全量に対して、1~20質量%である、〔1〕~〔5〕の何れかに記載の粉末。
〔7〕 カフェイン含量が、チャの花の粉末の全量に対して、2質量%以下である、〔1〕~〔6〕の何れかに記載の粉末。
〔8〕 中性脂肪レベル抑制、胃排出能抑制、糖吸収抑制、血糖値上昇抑制、胃粘膜保護、アレルギー抑制若しくは緩和、腸運動亢進、膵リパーゼ活性阻害、肥満若しくはメタボリックシンドロームの抑制、又はダイエットのために使用される、〔1〕~〔7〕の何れかに記載の粉末。。
〔9〕 チャの花又はその乾燥品を粉砕する工程と、粉砕物の粒径を調整する工程を含む、チャの花の粉末の製造方法。
〔10〕 チャの花の粉末を含む食品組成物。
〔11〕 チャの花の粉末を組成物の全量に対して1~99質量%含む、〔10〕に記載の食品組成物。
このように、熱水によるサポニン化合物の抽出効果は低く、一方、粉末のままでも消化酵素の働きにより、含有されるサポニン化合物は効果的に利用されるため、茶花粉末のまま利用した方が茶花の利用効率が良い。一方、覚醒作用が強いカフェインの含量は、茶花粉末は同量の茶花熱水エキスの約4分の1で、カフェインの覚醒作用を大幅に低減できる。
茶花をそのままの形で摂取することは茶葉同様実用的ではなく、また摂取しても、中性脂肪レベル抑制作用や胃排出能抑制作用などの薬効を得難い。即ち、茶花はそのままの形では機能性食品などとしてほとんど利用できないため、従来は、茶花熱水抽出エキスが機能性食品などの素材として用いられてきた。しかし、茶花粉末は、茶花から熱水抽出エキスよりも4倍以上の高収率で得られるとともに、サポニン化合物が熱水抽出エキスと同程度含まれ、持続性を有するなど同等以上の効果を有する。それにも拘らずカフェイン含有量が少ない点で、茶花粉末は、茶花熱水抽出エキスに比べて機能性食品などの素材としての価値が非常に高い。
本発明において用いられる茶花は、ツバキ科(Theaceae)植物ツバキ属(Camellia)に属するチャ(Camellia sinensis)の花部、即ち、雌しべ、雄しべ、花弁、萼、苞葉、花軸、花柄などを含むいわゆる花、花芽、蕾などを意味する。花弁などの花部の一部も本発明の茶花に該当する。チャは、中国種(Camellia sinensis L. var. sinensis)と、アッサム種(Camellia sinensis L. var. assamica)に大別されるが、本発明では、チャはこの両者を包含する。
本発明において、平均粒径は、粒子径分布測定装置を用いレーザー回折・散乱方式で測定した値である。
本発明において、最大粒径は、粒子径分布測定装置を用いレーザー回折・散乱方式で測定した値である。
上記範囲であれば、本発明の効果を得ることができる。即ち、上記範囲であれば、経口摂取した場合に、強い薬効が持続する素材となる。
粉砕は、数mmから数百μmまで粉砕できる中砕機(ロールクラッシャー、カッターミル、自生粉砕機、スタンプミル、石臼型、らいかい機、リングミルなど)、数μmまで粉砕できる微粉砕機(ローラーミル、ジェットミル、衝撃式ミル(ハンマーミル、ピンミルなど)、回転ミル、振動ミル、遊星ミルなど)、数μm又はそれ以下まで粉砕できる超微粉砕機(アトライター、ビーズミルなど)を用いて行うことができる。微粉末の大きさに合わせて粉砕機、粉砕法を選択すればよい。
必要に応じて、粉砕後に乾燥させてもよい。
また、茶花粉末のchakasaponin I、II、IIIの合計含量は、茶花粉末の全量に対して、1質量%以上、3質量%以上、又は5質量%以上であり得て、20質量%以下、15質量%以下、又は10質量%以下であり得る。
本発明の茶花粉末からは、水又は湯に懸濁させて飲用されるものを除くことができる。一般食品に配合又は製剤化する場合も、水分に懸濁させた形態を除くことができる。また、茶花粉末は、乾燥状態で食用に供されるものであることが好ましい。
この範囲であれば、食べやすい量の中に十分に薬理作用が奏される程度に茶花粉末が含まれる。茶花熱水抽出エキスは放置すると塊状になり易いため、賦形剤などの添加物を比較的多く配合する必要があるが、茶花粉末は放置してもサラサラした状態が維持されるため、添加物を配合しないこともでき、配合しても比較的少量で済む。昨今の健康志向により多数の添加物を配合したサプリメントは好まれないため、添加物が少なくて済むことも茶花粉末の大きなメリットである。
茶花粉末の1日摂取量は、1mg以上、10mg以上、又は50mg以上とすることができ、また、1000mg以下、500mg以下、又は300mg以下とすることができる。この範囲であれば、茶花粉末の薬効が十分に奏される。茶花粉末を含む食品組成物の場合は、茶花粉末の1日摂取量がこの範囲になるように摂取することができる。
中国福建省産チャ(Camellia sinensis)の花部(雌しべ、雄しべ、花弁、萼、苞葉、花軸、花柄などを含むいわゆる花、2022年度採取)20kgを、気流式殺菌機(KPU、大川原製作所社)を用いて過熱水蒸気で数秒殺菌した後、乾燥させた。
殺菌及び乾燥後の茶花を、衝撃型粉砕機(ACMパルベライザ(登録商標)、ホソカワミクロン社)を用いて粉砕し、平均粒径21.15μm、最大粒径124.5μmの微粉末16kgを得た。
「(1)茶花微粉末の製造」で用いた中国福建省産チャ(Camellia sinensis)の花部の80kgを四連式抽出装置に入れ、95℃の熱水1950Lで60分間処理した後、固液分離して抽出液を採取した。固体分(抽出残渣)を、再度、四連式抽出装置に入れ、95℃の熱水1650Lで60分間処理した後、固液分離して液体を採取し、1回目の抽出液と合わせた。
得られた抽出液を、減圧濃縮装置を用いて50℃以下に保ち、真空度を21.3kPaから2.7kPaにすることで濃縮してBrix35の濃縮液を800L得た。濃縮液を冷蔵庫保管して5℃以下まで冷却した後、超高速遠心分離機で処理して固体不純物を除去し、上清を濃縮液殺菌装置を用いて、125±5℃で120秒殺菌した。さらに、上水でBrix30±2になるよう調整して、調整液800Lを得た。
調整液を、噴霧乾燥装置を用いて、入口温度135℃、出口温度85℃、アトマイザー回転数18500rpmで乾燥させて、茶花熱水抽出エキス14kgを得た。エキスの収率は17.5%であった。
非特許文献6および非特許文献7に準じて実施した。
(3-1)試料溶液の調製
茶花微粉末の試料溶液の調製
「(1)茶花微粉末の製造」で得た茶花微粉末約1.0gを精密に量り、ナス型フラスコに入れ、メタノール50mLを加えて30分間80℃の水浴中にて加熱還流し、ろ紙でろ過した。残留物にさらにメタノール50mLを加え、同様に操作した。ろ液を合わせ、減圧下で濃縮乾固し、得られた残留物にメタノールと水(容量比、1:1)を加えて、5分間、超音波照射(超音波洗浄機AS ONE cleaner,アズワン株式会社,形式ASU-10M、出力500W)した。得られた溶液を正確に20mLとし、孔径0.45μmのメンブランフィルターでろ過したものを試料溶液とした。
本発明者の研究によれば、メタノールと水の1:1容量比の混液を抽出液として用いれば、茶花からサポニン化合物を最も効率よく抽出できることを見出している。従って、ここでは、メタノールと水の1:1容量比の混液で抽出されたサポニン量を茶花微粉末のサポニン化合物量とした。
また、「(2)茶花熱水抽出エキスの製造」の項目で得た茶花熱水抽出エキス約500mgを精密に測り、ナス型フラスコに入れ、メタノール50mLを加えて30分間加熱還流し、ろ紙でろ過した。残留物に更にメタノール50mLを加え同様に操した。ろ液を合わせ、エバポレーターで減圧下を用い濃縮乾固し、得られた残留物にメタノールと水(1:1)の混液を3mL加え、よく攪拌した後、超音波洗浄機を用い5分間超音波処理を行った。溶液は20mLのメスフラスコにパスツールピペットを用いて移した。さらに残留物にメタノールと水(容量比、1:1)3mLを加え、撹拌と超音波洗浄からなる操作を2回繰り返した。得られた溶液にメタノールを加え正確に10mLとし、孔径0.45μmのメンブランフィルター(0.45μm)でろ過したものを試料溶液とした。
非特許文献7および特許文献5に記載の方法で中国福建省産チャ(Camellia sinensis)の花部から分離及び精製したchakasaponin I、II、IIIをそれぞれメタノールに溶解して3段階の濃度の標準溶液を調製した。標準溶液の濃度は、chakasaponin Iでは0.5mg/mL、0.25mg/mL、0.025mg/mL、chakasaponin IIでは1.0mg/mL、0.5mg/mL、0.05mg/mL、chakasaponin IIIでは、0.3mg/mL、0.15mg/mL、0.015mg/mLとした。
<液体クロマトグラフィー条件>
検出器:紫外吸光光度計(測定波長:230nm)
カラム:内径4.6mm、長さ25cmのステンレス管に平均粒径5μmの液体クロマトグラフィー用オクタデシルシリル化シリカゲルを充填したもの。
カラム温度:40℃付近の一定温度
移動相:メタノール/ 0.01mol/Lリン酸ナトリウム緩衝液(pH2.3)(注1)混液(容量比65:35)
流速:1.0ml/分
分析時間:60分間(注2)
(注1)リン酸二水素ナトリウム二水和物 1.55gを水1000mLに溶かし、薄めたリン酸(1→10)を用いてpHを2.3に調整する。
(注2)60分以降も夾雑成分のピークが多数検出されたため、連続して分析を行う場合はカラムをメタノールで15分間洗浄した後、15分間移動相を通液してから再度分析を行った。
また、10種類のfloratheasaponin A~Jと6種のchakasaponin I~VIの液体クロマトグラフのピーク面積(ピーク位置は非特許文献6、7、10に記載されている)と、chakasaponin IIの含有量の測定値から、16種の茶花サポニンの全ピーク面積の合計を概算で求め、chakasaponin IIの検量線に当て嵌めて、トータル茶花サポニン含量を算出した。
茶花微粉末には、茶花熱水抽出エキスと同等の含量でサポニン化合物が含まれていた。chakasaponin類などのサポニン成分は、茶花の主要な薬効成分である。茶花熱水抽出エキスが茶花から20質量%程度しか取れないことを考慮すると、茶花微粉末は茶花の利用効率が極めて高いことが分かる。
非特許文献10に準じて実施した。
(4-1)試料溶液の調製
被検試料(「(1)茶花微粉末の製造」の項目で得た茶花微粉末、又は「(2)茶花熱水抽出物エキスの製造」の項目で得た茶花熱水抽出物エキス)約0.5gを精密に量りナスフラスコに入れ、精製水70mLを加えてマントルヒーターで60分間加熱還流し、ろ紙でろ過した。残留物に精製水20mLを加え1回洗い、ろ液を合わせ、精製水を加えて正確に100mLとしメンブランフィルター(0.45μm)でろ過したものを試料溶液とした。
無水カフェイン10mgを精密に秤取して、メスフラスコに入れ、水を加えて正確に100mLとした。この液8mLを正確に量り、水を加えて正確に20mLとし、標準溶液とした。試料溶液及び標準溶液を5μLずつ正確に量りとり、次の条件の液体クロマトグラフィーで、各試料溶液のカフェインのピーク合計面積AT及び標準溶液のカフェインの面積ASを測定した。
<液体クロマトグラフィー条件>
検出器:紫外吸光光度計(測定波長:270nm)
カラム:内径6mm、長さ15cmのステンレス管に5μmの液体クロマトグラフィー用オクタデシルシリル化シリカゲルを充てんする。
カラム温度:40℃付近の一定温度
移動相:2%酢酸/メタノール(80:20)
流量:カフェインの保持時間が約10分になるように調整する。
被験試料に含まれるカフェインの量を以下の式で算出し、さらに、茶花微粉末又は茶花熱水抽出エキス中のカフェイン濃度を算出した。
カフェインの量(mg)=WS×(AT/AS)
WS:カフェインの秤取量(mg)
茶花微粉末のカフェイン濃度は0.49質量%、茶花熱水抽出エキスのカフェイン濃度は2.07質量%であった。茶花微粉末のカフェイン濃度は、茶花熱水抽出エキスのカフェイン濃度の0.24倍であった。
被検試料(「(1)茶花微粉末の製造」の項目で得た茶花微粉末2gを、予め質量を量ったはかり瓶にとり、その質量を精密に量り、105℃で5時間乾燥し、デシケーター(シリカゲル入り)内で放冷した後、その質量を精密に量った。乾燥前の茶花微粉末の質量に対する乾燥による質量減少分(乾燥減量)の百分率を、茶花微粉末の水分含有量(%)とした。
水分含有量は5.45質量%であった。
(6-1)血中中性脂肪レベルの上昇抑制作用
非特許文献5および特許文献2に準じて実施した。
ddY系雄性マウス(6週齢)に、被験サンプル(上記定量した茶花微粉末又は茶花熱水抽出エキス)を5(w/v)%アラビアゴム末水溶液に懸濁させたものを1g/kg体重の用量で強制経口投与した。被験試料の投与量は1000mg/kg体重とした。5w/v%アラビアゴム末水溶液は粘稠である。
30分後にオリーブ油5mL/kg体重を強制経口投与した。被検サンプルの経口投与の2時間後、4時間後にエーテル麻酔下で眼窩静脈から約0.1mlを採血した。採取した血液を5units/tubeのヘパリンナトリウムと混合し、遠心分離により得られる血清中のトリグリセリド濃度をトリグリセライドEテストワコーにより測定した。また、オリーブ油も被験サンプルも投与しなかったノーマルマウス、及びオリーブ油を投与し、被験サンプルは投与せず5(w/v)%アラビアゴム末水溶液のみを投与したコントロールマウスについても、同様に血清中のトリグリセリド濃度を測定した。
茶花熱水抽出エキスは2時間後にトリグリセリド濃度の上昇を強く抑制したが、4時間後にはトリグリセリド濃度が非常に高くなった。これに対して、茶花微粉末は、4時間後まで安定してトリグリセリド濃度の上昇を抑えた。AUCは、茶花微粉末が茶花熱水抽出エキスより低く、茶花微粉末は全体としてより強い血中脂質の上昇抑制作用を示した。
非特許文献9および特許文献4に準じて実施した。
紀和実験動物研究所から購入したddY系雄性マウス(6週齢、体重約30g)を1週間馴化飼育した後、20時間絶食させた。5w/v%アラビアゴム末水溶液に被験試料(上記定量した茶花微粉末又は茶花熱水抽出エキス)を分散させたサンプル10mL/kg体重をマウスに強制経口投与した。被験試料の投与量は500mg/kg体重とした。5w/v%アラビアゴム末水溶液は粘稠である。
サンプル投与30分後に0.05%フェノールレッドを含む1.5%CMC-Na水溶液を0.3mL/マウスの用量で強制経口投与した。CMC-Na水溶液の投与30分後に、頚椎脱臼により安楽死させ、開腹して胃を摘出した。摘出した胃を0.1M NaOH(10mL)中でホモジナイズした。1時間室温静置し、その上清5mLに20%トリクロロ酢酸(ナカライテスク)0.5mLを加え攪拌して徐タンパクした後、遠心分離(3000rpm、20分間、室温)した。その上清2mLに0.5M NaOH(2mL)を加えプレート上に載せ、マイクロプレートリーダーでOD値を測定した(主波長600nm、参照波長670nm)。このOD値は胃内に残留したCMC-Na量を示す。
CMC-Na水溶液を投与し被験試料を投与しなかったコントロールマウスについても同様にしてOD値を測定した。茶花微粉末と茶花熱水抽出エキスは別々に試験したため、それぞれについてコントロール群を設けた。
胃排出能(Gastric Emptying:GE %)は次の式で算出した。
GE(%)=[1-(胃に残存したフェノールレッド量)/(投与したフェノールレッド量)]×100
Claims (9)
- 粉末の状態で摂取される、チャの花の粉末。
- 平均粒径が5~200μmである、請求項1に記載の粉末。
- 最大粒径が10~1000μmである、請求項1又は2に記載の粉末。
- 18号~200号の何れかのメッシュの篩を通過したものである、請求項1又は2に記載の粉末。
- トータルサポニン含有量が、チャの花の粉末の全量に対して、1~20質量%である、請求項1又は2に記載の粉末。
- chakasaponin I、chakasaponin II、及びchakasaponin IIIの合計含有量が、チャの花の粉末の全量に対して、1~20質量%である、請求項1又は2に記載の粉末。
- カフェイン含量が、チャの花の粉末の全量に対して、2質量%以下である、請求項1又は2に記載の粉末。
- 中性脂肪レベル抑制、胃排出能抑制、糖吸収抑制、血糖値上昇抑制、胃粘膜保護、アレルギー抑制若しくは緩和、腸運動亢進、膵リパーゼ活性阻害、肥満若しくはメタボリックシンドロームの抑制、又はダイエットのために使用される、請求項1又は2に記載の粉末。
- そのまま、食品組成物に配合して、又は添加物とともに製剤化して摂取される、請求項1又は2に記載の粉末。
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Non-Patent Citations (3)
Title |
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茶業研究報告,1956年10月,No.8,pp.84-85 |
茶樹上的花(「樹」は原文では「木」と「又」と「寸」が組み合わさった簡体字) 冬天的幸福,[online],2023年02月08日,[2023年12月1日検索],Retrieved from the Internet:<URL: https://ct-ai.jp/2023/02/08/chloeteaworld-39/> |
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