JP7530388B2 - キャロブエキスからピニトールを分離するためのプロセス - Google Patents
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Description
本発明は、一般に、食品サプリメント産業の分野、特にピニトールベースの食品サプリメントに関する。
より詳細には、本発明は、キャロブエキスからピニトールを分離するためのプロセスに関する。
ピニトール（３－Ｏ－メチル－１，２，４ ｃｉｓ－３，５，６ ｔｒａｎｓ－ヘキサヒドロキシシクロヘキサノールまたは３－Ｏ－メチル－Ｄ－チロ－イノシトール）は、分子量１９４．１８ｇ／ｍｏｌのＤ－チロ－イノシトール（Ｃ７Ｈ１４Ｏ６）のメチルエーテルである。
ピニトール（またはＤ－ピニトール）は、血糖値降下作用および経口投与時のインスリンの機能改善作用、ならびに糖尿病および肥満の治療への利用で知られている。また、ピニトールは、炭水化物と一緒に摂取した場合と同様にクレアチンの吸収を高める。上記の作用により、大量の炭水化物を摂取しなくても、必要量のクレアチンを摂取することが可能となる。
さらに、ピニトールは筋肉組織の機能を高め、筋肉中のグリコーゲン産生を増大させ、筋肉組織内のグルコース輸送を促進する。このようなピニトールの活性は、スポーツ分野で選手のパフォーマンスを向上させるために利用することができる。実際、ピニトールには、筋肉細胞へのグルコースの取り込みを増加させ、筋肉内に貯蔵されるグリコーゲンを増大させる作用がある。この結果、血糖値が安定し、高いレベルのエネルギーを長時間持続できるようになる。
ピニトールは、体重１ｋｇあたり０．１ｍｇ～１．０ｇ／日の用量でサプリメントの形態で、または飲食物に配合して経口投与により使用する。また、非経口投与または静脈内投与も可能である。
ピニトールは最初に松から単離されたが、大豆にも（大豆の乾燥重量に基づく重量パーセントで）約１％の濃度で含まれている。大豆の消費が盛んなアジアの一部の国では、大豆からのピニトールの摂取量が５ｍｇ／ｋｇ／日超であると推定されている。
ピニトールはブーゲンビリア・スペクタビリス（Bougainvillea spectabilis）およびグリリシディア・セピウム（Gliricidia sepium）にも含まれている。ピニトールは、キャロブの果実（セラトニア・シリキアCeratonia siliqua）にも含まれており、クロマトグラフィー法を用いてピニトールを抽出することができる。
キャロブの木は寿命の長い常緑広葉樹の果樹であり、成長が遅い。食品分野では、キャロブのペーストおよび種子がチョコレート代替品の製造に使用されるとともに、キャロブ種子の粉末から多くの食品増粘剤およびゲル化剤が得られる。
キャロブエキスの組成は、通常、（キャロブエキスの乾燥重量に基づく重量パーセントで）スクロース４０～６５％、ピニトール７～１５％、フルクトース７～１７％、グルコース７～１５％、不純物０．５～２％である。したがって、キャロブはピニトールを非常に多く含む供給源であり、例えば、大豆および松葉（ピニトール０．５～１％）よりも多く含む。
特許文献１（Compania General del Algarrobo de Espana, S.A.）には、キャロブエキスからピニトールを分離するためのプロセスが記載されている。このプロセスでは、エキスに含まれるスクロースをフルクトースおよびグルコースに転化し、得られたシロップに、詳細には強陽イオン樹脂によるクロマトグラフィーを行なってシロップに含まれる糖類からピニトールを分離し、純度９０％超のピニトールの水溶液を得る。次に、溶液からピニトールを分離する。
特許文献２（Amicogen Co. Ltd)には、キャロブシロップからピニトールを分離するための方法が記載されている。この方法は、シロップ中のピニトールの含有量を増加させ、低純度（４０～５０％）のピニトールを含む製品を得るために、分離前に細菌、酵母、またはカビを培養する工程を含む。微生物の細胞を分離したのち、得られたシロップに、活性炭による処理および結晶化プロセスを行なう。これにより、９０％超もの高い純度でピニトールを含む製品が得られる。
前述のプロセスはいずれもピニトールを９０％超の純度で得ることができるが、非常に複雑かつ高価である。事実、特許文献１の場合、さまざまな濾過工程が想定されており、その後に強陽イオン樹脂（Ｎａ）で最初の脱塩を行ない、エキスを濃縮し、陽イオン樹脂でスクロースを転化する工程を経て、さらに陰イオン樹脂に通すことで脱塩を行ない、最後にＩＳＭＢ（登録商標）によるクロマトグラフィーにかけ、ピニトールをクロマトグラフィー分離する。それぞれの通過の際に大量の水を使用する必要があり、各カラムから出る溶液を濃縮する各種工程が必要である。
特許文献２の場合、キャロブシロップ中で微生物を培養する工程が存在するため、微生物の細胞を分離する後工程が必要となる。食品分野における微生物管理のための特別な措置が必要となる理由においても、この２つの工程はいずれも工業的規模では困難となり得る。
ピニトールは化学合成によっても得られるが、この手法は非常に高価である。
このため、当該分野において、キャロブからピニトール（続いてピニトールからＤ－チロ－イノシトール）を分離するための、従来技術のプロセスよりも簡潔かつ安価なプロセスを提供することが求められている。
したがって、本発明の技術的課題は、キャロブから、より詳細にはキャロブエキスからピニトール（およびＤ－チロ－イノシトール）を分離するための、実用的かつ安価で汎用性を有し、スケーラブルかつ高収率のプロセスを提供することにある。
この課題は、本発明により、キャロブエキスから少なくとも１種のイノシトールを分離するためのプロセスによって解決され、本プロセスは、
ａ）ブリックス値が６０超であり、ピニトール含有量がエキスの重量に基づく重量パーセントで５～２５％である濾過および脱塩されたキャロブエキスを提供する工程と、
ｂ）前記工程ａ）の前記キャロブエキスに、前記ピニトールのクロマトグラフィー分離プロセスを行なう工程であって、該プロセスは、前記エキスをクロマトグラフィー樹脂に少なくとも１回通し、これにより、ピニトール含有量が溶液の総重量に基づく重量パーセントで３５～７０％であり、ブリックス値が２０以下である水溶液を得ることを含む工程と、
ｃ）前記工程ｂ）で得られた前記水溶液に精製工程を行なうことにより、ピニトール含有量が溶液の総重量に基づく重量パーセントで５５％超である精製水溶液を得る工程と、を有する。
ａ）ブリックス値が６０超であり、ピニトール含有量がエキスの重量に基づく重量パーセントで５～２５％である濾過および脱塩されたキャロブエキスを提供する工程と、
ｂ）前記工程ａ）の前記キャロブエキスに、前記ピニトールのクロマトグラフィー分離プロセスを行なう工程であって、該プロセスは、前記エキスをクロマトグラフィー樹脂に少なくとも１回通し、これにより、ピニトール含有量が溶液の総重量に基づく重量パーセントで３５～７０％であり、ブリックス値が２０以下である水溶液を得ることを含む工程と、
ｃ）前記工程ｂ）で得られた前記水溶液に精製工程を行なうことにより、ピニトール含有量が溶液の総重量に基づく重量パーセントで５５％超である精製水溶液を得る工程と、を有する。
本特許における「ピニトール」という用語は、Ｄ配置のピニトール（Ｄ－ピニトール）を意味し、Ｄ－ピニトールは、キャロブエキス中に存在するピニトールの唯一の配置である。
本明細書では、「キャロブエキス」とは、刻んだキャロブのさやを浸漬（maceration）して圧搾し、得られた水溶液から粗い固体残渣を分離して得られる水溶液を意味する。
好ましくは、前記少なくとも１種のイノシトールは、ピニトールおよび／またはＤ－チロ－イノシトールから選択され、より好ましくはピニトールである。
浸漬は一般に、さやと水とを約１：３の重量比で混合し、６０℃～９０℃の温度で１～２４時間、ｐＨ４．５～５．５で行なわれる。圧搾は、一般には圧搾機によって、例えば連続的に行なわれる。
得られた水溶液は一般に色が濃く、粒子が浮遊している。さらに、得られた水溶液は、一般にグルコース、フルクトース、スクロース、ピニトール、および他の糖類または不純物を含み、通常はブリックス値が１０～３０である。
工程ａ）の濾過されたエキスは、当該分野で公知の濾過技術、好ましくは回転式真空フィルターによって得ることができ、より好ましくはフィルター助剤がパーライトを含む。
好ましくは、パーライトは１６０μｍ超の粒子径の分布が５％（ｗ／ｗ）～１０％（ｗ／ｗ）、より好ましくは７％（ｗ／ｗ）である。
好ましくは、パーライトの密度値は９０～１３０ｇ／ｌ、より好ましくは１１０ｇ／ｌである。
本発明の目的に適したパーライトは、例えばＲａｎｄａｌｉｔｅ（登録商標）Ｗ２４（フランス国Ceca Arkema Group）である。
パーライトは、ケイ酸アルミニウムの軟岩石で構成されており、熱を加えると膨張する。この膨張した材料を粉砕して、各種サイズ（degrees）のフィルター助剤を作製する。
好ましくは、回転式フィルターによる濾過に加えてまたはそれに代えて、フィルターエレメントが垂直に配置されたベルフィルター（プレコートフィルターとも呼ばれる）による濾過工程を含んでよい。
好ましくは、濾材は珪藻土を含む。
好ましくは、珪藻土はＳｉＯ２を含む。
好ましくは、珪藻土は融剤焼成型である。
本発明の目的に適した濾材は、例えば、Ｄｉｃａｌｉｔｅ Ｓｐｅｅｄｐｌｕｓ（登録商標）またはＤｉｃａｌｉｔｅ ６０００（イタリア国Palumbo Trading, Srl）である。
好ましくは、回転式フィルターによる濾過および／またはベルフィルターによる濾過に加えて、またはそれに代えて、濾過が、当該分野で公知の技術によるタンジェンシャルフィルターに通すことによる濾過工程を含んでよい。好ましくは、タンジェンシャルフィルターは、孔径が０．４５μｍ以下のフィルターを備える。
好ましくは、工程ａ）のキャロブエキスが濃縮される。濃縮は、当該分野で公知の濃縮法、例えば熱による濃縮、好ましくは４０～９０℃の温度、６０００～１００００ｌ／ｈの流速で行なわれる。
好ましくは、工程ａ）のキャロブエキスが脱色される。
好ましくは、脱色が吸着クロマトグラフィーによって行なわれる。
好ましくは、脱色が、キャロブエキスを、吸着性樹脂、より好ましくはスチレン－ジビニルベンゼン（ＤＶＢ）共重合体ベースのマトリックスを含む吸着性樹脂に通すことによって行なわれる。適切な樹脂およびプロセスパラメータを選択することは、当業者の技術の範囲内である。脱色に適した樹脂は、Resindion Srl（イタリア国ミラノ）のＳｅｐａｂｅａｄｓ（登録商標）ＳＰ２０７吸着性樹脂である。
好ましくは、工程ａ）のキャロブエキスが、陽イオン交換クロマトグラフィーおよび陰イオン交換クロマトグラフィーによって脱塩（または調整（rectified））される。
好ましくは、工程ａ）のキャロブエキスが、キャロブエキスを、少なくとも１つの陰イオン交換樹脂および少なくとも１つの陽イオン交換樹脂、より好ましくは弱陰イオン交換樹脂および強陽イオン交換樹脂に通すことによって脱塩（または調整）される。
好ましくは、工程ａ）のキャロブエキスが、キャロブエキスを、少なくとも１つの陰イオン交換樹脂、より好ましくは弱陰イオン交換樹脂、続いて陽イオン交換樹脂、より好ましくは強陽イオン交換樹脂の順に通すことによって脱塩される。
好ましくは、工程ａ）のキャロブエキスが、キャロブエキスを、少なくとも２つの弱陰イオン交換樹脂および少なくとも２つの強陽イオン交換樹脂に通すことによって脱塩される。
好ましくは、工程ａ）のキャロブエキスが、キャロブエキスを、２つの弱陰イオン交換樹脂および２つの強陽イオン交換樹脂に通すことによって脱塩される。
好ましくは、キャロブエキスを弱陰イオン交換樹脂に少なくとも１回通した後、強陽イオン交換樹脂に通す前に、キャロブエキスを強陰イオン交換樹脂に通す。
好ましくは、キャロブエキスを弱陰イオン交換樹脂に前記少なくとも１回通す通過は、最後の通過である。
好ましい実施形態では、脱塩が、キャロブエキスを、
ｉ．キャロブエキスを弱陰イオン交換樹脂に１回目に通す工程と、
ii．キャロブエキスを強陽イオン交換樹脂に１回目に通す工程と、
iii．キャロブエキスを弱陰イオン交換樹脂に２回目に通す工程と、
iv．キャロブエキスを強陰イオン交換樹脂に通す工程と、
ｖ．キャロブエキスを強陽イオン交換樹脂に２回目に通す工程と、に順に行なうことによって行なわれる。
ｉ．キャロブエキスを弱陰イオン交換樹脂に１回目に通す工程と、
ii．キャロブエキスを強陽イオン交換樹脂に１回目に通す工程と、
iii．キャロブエキスを弱陰イオン交換樹脂に２回目に通す工程と、
iv．キャロブエキスを強陰イオン交換樹脂に通す工程と、
ｖ．キャロブエキスを強陽イオン交換樹脂に２回目に通す工程と、に順に行なうことによって行なわれる。
公知のように、強イオン交換樹脂は０～１２のｐＨ範囲にわたって作用可能であるが、弱イオン交換樹脂による交換はより狭い範囲でのみ可能である。弱陽イオン交換樹脂は酸性領域で作用し、弱陰イオン交換樹脂は塩基性領域で作用する。
本発明に好適な弱陰イオン交換樹脂としては、Ｒｅｌｉｔｅ ＲＡＭ１（登録商標）（イタリア国ミラノResindion S.r.l.）、Ｄｏｗｅｘ（登録商標）ＭＷＡ－１（日本国ダウ・ケミカル・カンパニー）、Ｐｕｒｏｌｉｔｅ（商標）Ａ１００（日本国ダウ・ケミカル・カンパニー）などが挙げられる。
本発明に適した強陰イオン交換樹脂としては、Ｒｅｌｉｔｅ ＲＡＰ１（登録商標）（イタリア国ミラノResindion S.r.l.）、Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ（商標）ＩＲＡ９００（オランダ国Lenntech BV）、Ｐｕｒｏｌｉｔｅ（登録商標）Ａ５００（オランダ国Lenntech BV）が挙げられる。
本発明に適した強陽イオン交換樹脂としては、Ｒｅｌｉｔｅ ＲＰＳ（登録商標）（イタリア国ミラノResindion S.r.l.）、Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ（商標）ＩＲＣ２００（オランダ国Lenntech BV）、Ｐｕｒｏｌｉｔｅ（登録商標）Ａ１５０（オランダ国Lenntech BV）などが挙げられる。
好ましくは、脱塩工程が、連続的に、すなわち脱塩プロセスを中断することなく行なわれる。
好ましくは、脱塩工程は、エキスに存在する不純物およびイオンを１００％除去する。
好ましくは、脱塩工程から出る溶液のｐＨは３～５である。実際、このｐＨ値の範囲内であれば、エキスの褐色化を防ぐことができる。
適切な樹脂およびプロセスパラメータの選択は当業者の技術の範囲内である。
好ましくは、工程ａ）のキャロブエキスのブリックス値は少なくとも６５である。
ブリックス（Ｂｘ）とは、液体に溶解している固体状態の物質の割合（％ｗ／ｗ）を表す指標である。本発明において、ブリックス度の測定は、当該分野で公知の方法の１つに従って、例えば屈折計を用いて行なうことができる。本発明の目的に適した屈折計は、アタゴＲＸ－９０００ＣＸモデル（米国Atago USA, Inc.）である。
好ましくは、工程ａ）のエキスの導電率値は、７０～１１０μＳ／ｃｍ、より好ましくは９０～１００μＳ／ｃｍである。導電率の測定は、当該分野で公知の方法に従って、例えば導電率計を用いて行なうことができる。
好ましくは、工程ａ）のキャロブエキスのｐＨは、２～４．５、より好ましくは２．５～３．５である。
好ましくは、工程ａ）のキャロブエキスの吸光度値は、石英キュベット、光路長１ｃｍ、４３０ｎｍでの測定値で、０．００５～０．０３０、より好ましくは０．０１０～０．０２０である。
好ましくは、工程ａ）のキャロブエキスは、エキスの重量に基づく重量パーセントで５～２０％、より好ましくは１０～１５％のピニトールを含む。
好ましくは、工程ａ）のキャロブエキスは、エキスの重量に基づく重量パーセントで５～１５％、より好ましくは８～１０％のスクロースを含む。
好ましくは、工程ａ）のキャロブエキスは、エキスの重量に基づく重量パーセントで、５～１５％、より好ましくは８～１０％のスクロース；５～２０％、より好ましくは１０～１５％のピニトール；２０～５０％、より好ましくは３０～４０％のフルクトース；２０～５０％、より好ましくは３０～４０％のグルコースを含む。
好ましくは、工程ｂ）は、工程ａ）のキャロブエキスを、例えばＤｉａｉｏｎ（商標）ＵＢＫ５３０樹脂（イタリア国ミラノResindion Srl）などの強陽イオン交換樹脂（Ｎａ＋）に通すことによって行なわれる。本発明の目的に適した他の樹脂としては、Ｄｉａｉｏｎ（商標）ＵＢＫ５３５、ＵＢＫ５５０、およびＵＢＫ５５５（イタリア国ミラノResindion Srl）の各樹脂が挙げられる。
好ましくは、工程ｂ）が、（連続）擬似移動床クロマトグラフィー（ＳＭＢクロマトグラフィー）法によって、より好ましくは、改良（連続）クロマトグラフィー分離（「改良擬似移動床」（ＩＳＭＢ））、例えばＩＳＭＢ（登録商標）（改良擬似移動床、三菱化成工業株式会社）によって行なわれる。
好ましくは、前述の模擬移動床クロマトグラフィー法（ＳＭＢクロマトグラフィー）、好ましくは前述の連続クロマトグラフィー分離ＩＳＭＢ、特にＩＳＭＢ（登録商標）は、４本のカラムを用いて行なわれる。
公知のように、模擬移動層クロマトグラフィーは、連続的なマルチカラムクロマトグラフィープロセスであり、１９６１年より公知の技術であり、精製された二元混合物を連続的に調製する際に用いられる。
三菱化学工業（日本国東京）が開発した前述のＩＳＭＢ法は、上記のＳＭＢ法を改良したもので、２成分を分離することができる。
好ましくは、工程ｂ）において、溶出が脱塩水により行なわれる。
好ましくは、工程ｂ）で得られる水溶液のブリックス値は１５以下、より好ましくは１０以下である。
好ましくは、工程ｂ）で得られる上記水溶液のピニトール含有量は、溶液の総重量に基づく重量パーセントで５０～７０％、より好ましくは６０～７０％である。
好ましくは、工程ｂ）で得られる上記水溶液のスクロース含有量は、溶液の総重量に基づく重量パーセントで２～８％である。
好ましくは、工程ｂ）で得られる上記水溶液は、溶液の総重量に基づく重量パーセントで、スクロース含有量が２～８％、グルコース含有量が２０～３２％、ピニトール含有量が５０～７０％、より好ましくは６０～７０％、フルクトース含有量が０～６％である。
好ましくは、工程ｂ）の最後に、ブリックス値が２５～４０である第２の溶液（廃液）も得られる。
好ましくは、前記第２の溶液のピニトール含有量は、溶液の総重量に基づく重量パーセントで１０％以下である。
好ましくは、この第２の溶液は、溶液の総重量に基づく重量パーセントで、スクロース含有量が０～４％、グルコース含有量が２～１０％、ピニトール含有量が２～７％、フルクトース含有量が８５～９５％である。
好ましくは、精製工程ｃ）が、工程ｂ）で得られた溶液を、好ましくは熱により濃縮する工程を含む。
好ましくは、溶液を熱により濃縮する上記工程は、ブリックス値が６０以上、より好ましくは７０以上、さらに好ましくは７０～７５に達するまで、溶液を２５～６０℃の温度に加熱することを含む。
好ましくは、工程ｃ）において、溶液の濃縮の後に、得られた溶液の結晶化工程を行なう。
好ましくは、結晶化工程は、結晶が形成されて沈降するまで、濃縮された溶液を１８～２５℃の温度に３～１０日間保持することによって行なわれる。
好ましくは、工程ｃ）において、純粋な結晶が形成されるまで、得られた濃縮物にエチルアルコール（例えば７１体積％のエチルアルコール水溶液）を加えたのち、結晶を沈降させることで、結晶化を完了させる。
所望の結果を得るために、精製工程ｃ）で使用するパラメータおよび材料を変更することは、当業者の能力の範囲内である。
好ましくは、精製工程ｃ）の最後に、少なくとも７０％、より好ましくは少なくとも８０％、さらに好ましくは少なくとも８５％、さらに好ましくは少なくとも９０％、最も好ましくは少なくとも９５％の純度でピニトールを含む濃縮物が得られる。
本特許出願においては、ある成分の純度は、当該成分を含む溶液または結晶の重量に基づく当該成分の重量パーセントとして表されることが理解される。
好ましくは、ピニトールを純度５５％超で含む工程ｃ）で得られた濃縮物を遠心分離し、ピニトールを含む沈殿物と、グルコースを含む上澄みとを得る。
好ましくは、得られた沈殿物を、加熱下、より好ましくは約４５℃で少なくとも２日間除湿することにより、純度が少なくとも９５％の白色粉末の形態でピニトールを得る。
好ましくは、工程ｃ）の後に、工程ｃ）で得られた水溶液、またはピニトールを含む沈殿物の除湿後に得られたピニトールに対し、ピニトールの酸加水分解を行ない、Ｄ－チロ－イノシトールを含む水溶液を得て、次に、Ｄ－チロ－イノシトールを含む水溶液を強陰イオン交換樹脂に少なくとも１回通すことにより、Ｄ－チロ－イノシトールを含む水溶液からＤ－チロ－イノシトールをクロマトグラフィー分離することにより、好ましくは、Ｄ－チロ－イノシトールを、溶液の総重量に基づく重量パーセントで少なくとも９５％含み、好ましくはブリックス値が１以下である水溶液を得る工程ｄ）が行なわれる。
好ましくは、工程ｄ）において、酸加水分解は、ピニトールの水溶液に（例えば３３％（ｖ／ｖ）の）ＨＣｌを添加することにより行なわれる。
好ましくは、ＨＣｌの添加に続いて、得られた水溶液を少なくとも１２時間、より好ましくは少なくとも２４時間の間沸騰させる工程が行なわれる。
好ましくは、工程ｄ）において、強陰イオン交換樹脂は、ＲＡＰ１（登録商標）（イタリア国ミラノResindion S.r.l.）、Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ（商標）ＩＲＡ９００（オランダ国Lenntech BV）、およびＰｕｒｏｌｉｔｅ（登録商標）Ａ５００（オランダ国Lenntech BV）から選択され、好ましくはＲＡＰ１（登録商標）である。
好ましくは、工程ｄ）において、水溶液を強陰イオン交換樹脂に通す前に、水溶液の脱色の工程が、より好ましくは、溶液に活性炭を加えることによって行なわれる。
好ましくは、活性炭は、溶液１ヘクトリットル当たり５０～１５０ｇ、より好ましくは溶液１ヘクトリットル当たり８０～１２０ｇの濃度で溶液に添加される。
活性炭は、メジアン径が４～５０μｍ、より好ましくは８～１５μｍの活性炭から選択されるのが好ましい。
好ましくは、活性炭のＢＥＴは、１２００～２０００ｍ２／ｇ、より好ましくは、１５００～１８００ｍ２／ｇである。
本発明の目的に適した活性炭としては、例えばＰｉｃａｐｕｒｅ ＨＰ １２０（イタリア国Pica Italia SpA）やＤｅｃｏｒａｎ（登録商標）（イタリア国ＡＥＢ（登録商標））が挙げられる。
メジアン径（ＭＴ５０またはｄ５０）とは、レーザー粒子計を用いて測定されると理解され、５０重量パーセントの直径の小さい粒子および５０重量パーセントの重量の大きな粒子に対応する直径である。直径とは、前述のようにレーザー粒子計で測定した粒子のサイズを意味する。
ＢＥＴ表面積（surface）とは、ＡＳＴＭ Ｄ－３０３７／８９の手順によって測定されたものを意図する。
好ましくは、工程ｄ）において、強陰イオン交換樹脂に導入される水溶液のブリックス値は６．５以上である。
好ましくは、工程ｄ）において、強陰イオン交換樹脂から出る水溶液のｐＨ値は、塩基性のｐＨ値、より好ましくは８～１２である。
好ましくは、工程ｄ）で得た、強陰イオン交換樹脂から出るＤ－チロ－イノシトールを含む水溶液を酸性化処理することにより、ｐＨが３～５、より好ましくは約４の酸性化水溶液を得る。
好ましくは、酸性化工程は、弱酸、例えばクエン酸によって行なわれる。
好ましくは、工程ｄ）で得たＤ－チロ－イノシトールを含む水溶液を濃縮することにより、ブリックス値が６０以上、より好ましくは６５以上、さらに好ましくは７０以上の濃縮水溶液を得る。
好ましくは、得られた濃縮水溶液に結晶化を行なう、より好ましくは、濃縮水溶液を約７～１０℃の温度で２～６時間保持する。
好ましくは、結晶化の後、Ｄ－チロ－イノシトールに除湿、より好ましくは吸収処理を実施することにより、少なくとも９０％、より好ましくは少なくとも９５％に精製されたＤ－チロ－イノシトールを得る。
好ましくは、ピニトールの収率は、ピニトールを抽出したキャロブのさやの重量に基づく重量パーセントで、少なくとも３％、より好ましくは少なくとも５％、さらに好ましくは少なくとも７％、最も好ましくは７～１０％である。
好ましくは、ピニトールの収率は、ピニトールを抽出したキャロブのさやの重量に基づく重量パーセントで１５％以下である。
好ましくは、ピニトールの収率は、（さやの中に含まれる）出発物質のピニトールの重量に基づく重量パーセントで８０％以上である。
好ましくは、本発明のプロセスは連続的に行なわれる。
したがって、本発明のプロセスは、ピニトールの分離、Ｄ－チロ－イノシトールの分離、またはその両方の分離を指す。実際、プロセスを工程ｃ）まで実施することによりピニトールを得ることも、プロセスを継続することによりピニトールからＤ－チロ－イノシトールを得ることも可能である。また、ピニトールの一部を使用してＤ－チロ－イノシトールを得ることにより、ピニトールとＤ－チロ－イノシトールとの両方を得ることも可能である。
驚くべきことに、本発明のプロセスにより、従来技術のプロセスよりも、ピニトールおよび／またはＤ－チロ－イノシトールをより簡潔、より迅速、より安価に、かつ高純度で入手することができることが発見された。
実際、本発明のプロセスでは、先行技術に比べて比較的少ない数の通過を想定している。
さらに、脱塩工程の存在により、特に本発明の好ましい実施形態に従って行なわれる場合には、ピニトールを比較的高濃度で含む比較的高濃度の水溶液からピニトールの分離を行なうことが可能である。これにより、（ピニトールの含有量が同じであれば）水溶液の量が比較的少量で済むため、プロセスの合理化をより促進することができる。また、クロマトグラフィーに通すたび希釈に要する水の量が比較的少なくて済むため、コストおよび廃棄物の削減にもつながる。
好ましい実施形態では、脱塩工程において、特定の樹脂の配列、特に、ｉ）弱陰イオン樹脂、ii）強陽イオン樹脂、iii）弱陰イオン樹脂、iv）強陰イオン樹脂、最後にｖ）強陽イオン樹脂をこの順で含む好適な配列ｉ～ｖが特に有利である。
陰イオン樹脂と陽イオン樹脂とを交互に使用するとともに、強イオン交換樹脂と弱イオン交換樹脂とを交互に使用することにより、特に高いピニトールの回収率を実現することができる。また、最後に強陽イオン樹脂に通すことで、排出される溶液のｐＨが酸性となり、溶液の褐色化を回避でき、別途の脱色工程が不要となるため、特に有利である。
本発明の方法のさらなる利点は、連続実施が可能であることにある。これにより、非連続的なプロセスと比べて簡潔化および自動化を向上でき、処理速度が向上する。
次に、例示および非限定的な目的のために提供される実施形態の例を参照して、本発明をさらに説明する。
（実施例１）
ピニトールの分離プロセス（図１～図８）
ピニトールの分離プロセス（図１～図８）
５００ｋｇのキャロブのさやを刻んで約１ｃｍの断片にし、さや１部に対し水３部の割合で水と混合して７５℃で断片を浸漬した。次に断片を圧搾して、組成が（果汁の乾燥重量に基づく乾燥重量パーセントで）スクロース６２．５％、グルコース１１．２％、ピニトール１０．１％、フルクトース１６．１％、不純物０．５％（図２の組成）の組成のキャロブエキスを得た。
上記の組成は、ＨＰＬＣによって、溶出液Ｈ２Ｏ、流速０．６ｍｌ／分、カラム温度７５℃、カラムサイズ８ｍｍＩ．Ｄ．、カラム長３００ｍｍ、官能基Ｃａ、陽イオン交換樹脂を用いて決定した。
また、得られたエキスのブリックス値は１８であった。
このエキスを、真空下でロータリーフィルターにより、Ｐｅｒｌｉｔｅ Ｒａｎｄａｌｉｔｅ（登録商標）Ｗ２４（フランス国Ceca Arkema Group）をフィルター助剤として用いて濾過した。
続いて、濾液を、垂直に配置されたフィルターエレメントを有し、珪藻土、詳細にはＤｉｃａｌｉｔｅ Ｓｐｅｅｄｐｌｕｓ（イタリア国Palumbo Trading Srl）を助材として使用したベルフィルターで２回目の濾過にかけた。
次に、濾液を、フィルターエレメントとして孔径約０．４５μｍの膜を用いたタンジェンシャルフィルターに通して３回目の濾過にかけた。
濾過したエキスを、Ｓｅｐａｂｅａｄｓ（登録商標）ＳＰ２０７（イタリア国Resindion S.r.l.）の吸着性樹脂に通して脱色した後、下記の樹脂に以下の順で通して脱塩（または調整）した（図３の図を参照）。
１）カラム１：Ｒｅｌｉｔｅ ＲＡＭ１／Ｍ（イタリア国ミラノResindion S.r.l.）（弱陰イオン）
２）カラム２：Ｒｅｌｉｔｅ ＲＰＳ（イタリア国ミラノResindion S.r.l.）（強陽イオン）
３）カラム３：Ｒｅｌｉｔｅ ＲＡＭ１／Ｍ（イタリア国ミラノResindion S.r.l.）（弱陰イオン）
４）カラム３：Ｒｅｌｉｔｅ ＲＡＰ１（イタリア国ミラノResindion S.r.l.）（強陰イオン）
５）カラム４：Ｒｅｌｉｔｅ ＲＰＳ（イタリア国ミラノResindion S.r.l.）（強陽イオン）
１）カラム１：Ｒｅｌｉｔｅ ＲＡＭ１／Ｍ（イタリア国ミラノResindion S.r.l.）（弱陰イオン）
２）カラム２：Ｒｅｌｉｔｅ ＲＰＳ（イタリア国ミラノResindion S.r.l.）（強陽イオン）
３）カラム３：Ｒｅｌｉｔｅ ＲＡＭ１／Ｍ（イタリア国ミラノResindion S.r.l.）（弱陰イオン）
４）カラム３：Ｒｅｌｉｔｅ ＲＡＰ１（イタリア国ミラノResindion S.r.l.）（強陰イオン）
５）カラム４：Ｒｅｌｉｔｅ ＲＰＳ（イタリア国ミラノResindion S.r.l.）（強陽イオン）
表１にそれぞれの樹脂の特性を示す。
それぞれのカラムの作用条件を表２に示す。
前述の４種類の樹脂の特性を表３に示す。
前述の４種類の樹脂の作用条件を表４に示す。
エキスの導電率は１００μＳ／ｃｍ、ｐＨは３．１０であり、色については、測定値が０．０１５であった（４３０、石英キュベットの光路長１ｃｍでの吸光度（Abs）の測定値）。
次に、得られたエキスを加熱して、真空条件下で、温度８０℃の入口から温度４５℃の出口まで通過させて濃縮したところ、６５°Ｂｘを得た。このエキスの組成は、（果汁の乾燥重量に基づく乾燥重量パーセントで）スクロース５％、グルコース３８％、ピニトール１５％、フルクトース３８％、不純物４％であった（図４参照）。
上記の組成は、上述のように、ＨＰＬＣによって、溶出液Ｈ２Ｏ、流速０．６ｍｌ／分、カラム温度７５℃、カラムサイズ８ｍｍＩ．Ｄ．、カラム長３００ｍｍ、官能基Ｃａ、陽イオン交換樹脂を用いて決定した。
次に、得られた濃縮エキスを、４本のＵＢＫ ５３０カラム（イタリア国ミラノResindion srl）からなるＩＳＭＢ（登録商標）プラント（改良擬似移動床、三菱化成工業株式会社）に供給し、脱塩水を用いて溶出させた。
その他の作動パラメータを表５に示す
凡例：
Ｗ：水の流速
Ｆ：供給速度
Ｐ：精製溶液の体積
Ｒ：濃縮液の体積（「廃液」）
Ｗ：水の流速
Ｆ：供給速度
Ｐ：精製溶液の体積
Ｒ：濃縮液の体積（「廃液」）
表６にＩＳＢＭの作動条件を示す
このクロマトグラフィーから、表７に示す組成の２つの液体画分が得られた（それぞれ図６および図７参照）。
上記の組成は、前述のようにＨＰＬＣによって決定した。
次に、７０％のピニトールを含む分画１を、真空条件下で温度８０℃の入口から温度４５℃の出口まで通過させて、ブリックス値が７３になるまで加熱により濃縮し、５日間２０℃に保持することで、ピニトールの結晶を生成させた。
結晶が生成して沈降した後、７１体積％のエチルアルコールを、濃縮液５部に対しアルコール２部の割合で濃縮液に加えて結晶を精製し、純度９５％超のピニトールを得た。得られた結晶の組成は、（濃縮液の重量に基づく重量パーセントで）グルコース３％、ピニトール９６．５％、スクロース０％、フルクトース０％であった（図８参照）。
上記の組成は、前述の条件でＨＰＬＣによって決定した。
この精製溶液を４０００ｒｐｍで遠心分離すると、ピニトールおよびアルコールを含む沈殿物と、グルコースおよびアルコールを含む上澄みとを得た。
沈殿物を加熱下で２日間４５℃に保持して除湿し、ピニトールの純度が９５％超の白色粉末３０ｇを得た。
この結果は、出発原料のさやに含まれるピニトールの重量に対して、９０重量パーセントのピニトールの収率に相当する。
次に、得られた白色粉末試料と標準ピニトール試料とを比較し、物質がピニトールであることを確認した。
この目的のため、各試料の等分量を、ＭｅＯＨ／Ｈ２Ｏを８０／２０の割合で混合した混合物に溶解させ、各試料の濃度を１５ｐｐｍ（μｇ／ｍｌ）とした。
試料を、Ｌｕｎａ ＮＨ２カラム（１５０×２．２、３μｍ）を用いたＬＣ／ＭＳ（液体クロマトグラフィー／質量分析計）で分析した。分析は、アセトニトリル（８０％）および水（２０％）からなる移動相を用いたイソクラティック溶出法にて行なった。この分析方法は１５分間実施した。使用流速は３００μｌ／分であった。
使用機器：Ｗａｔｅｒ Ｍｉｃｒｏｍａｓｓ Ｑ－ＴＯＦ Ｐｒｅｍｉｅｒ質量分析計。
分析により２つの試料の一致を確認した。
（実施例２）
Ｄ－チロ－イノシトールの分離プロセス（図９、図１０）
実施例１で得られた純度９５％超の粉末ピニトール３０ｇを１リットルのフラスコに加え、１６ｇの水に入れ、この溶液に１０４ｇの３３％塩酸を加えた。
Ｄ－チロ－イノシトールの分離プロセス（図９、図１０）
実施例１で得られた純度９５％超の粉末ピニトール３０ｇを１リットルのフラスコに加え、１６ｇの水に入れ、この溶液に１０４ｇの３３％塩酸を加えた。
この溶液を２０分間加熱し（４５℃～６０℃）、４０ｍｌの７．２Ｎ塩酸を加えた。定還流下で５０ｍｌの水を加えた。次に、この溶液を沸騰させ、定還流を保ちながら２４時間沸騰を続けた。
２４時間後、溶液を６０分間撹拌させながら、溶液に活性炭を加えて（１００～１５０ｇ／ｈ）脱色を行ない、ブリックス値６．５の溶液１１６０ｍｌを得た。
次に、溶液を濾過して、加熱中に生じた褐色の成分を除去した。５０重量パーセントのＤｉｃａｌｉｔｅ Ｓｐｅｅｄｐｌｕｓ（登録商標）（イタリア国Palumbo Trading, Srl）珪藻土と、助剤として５０重量パーセントのＲａｎｄａｌｉｔｅ（登録商標） Ｗ２４（フランス国Ceca Arkema Group）パーライトとの混合物を用いて、真空下でロータリーフィルターにより濾過を行なった。
この段階での溶液は、ｐＨが１、ＮＴＵ値（ネフェロ分析濁度ユニット）の透明度が２であり、無色であった。
次に溶液を中和した。
次に、この溶液を強陰イオン交換樹脂（Ｒｅｌｉｔｅ ＲＡＰ１）に通してｐＨを９～１０にした後、溶液をクエン酸によりｐＨが４．０になるまで酸性化した。
得られた溶液のブリックス値は０．３であり、続いてブリックス値が７０になるまで濃縮した。
次に、溶液を８℃の温度に２４時間保持して、Ｄ－チロ－イノシトールの結晶化を行なった。
この濃縮液のＤ－チロ－イノシトールの含有量は９５％以上であった。
最後に、濃縮液を吸収により除湿し、純度９５％超のＤ－チロ－イノシトールの白色粉末２９ｇを得た。
この結果は、ほぼ１００％の収率に相当する。
次に、上述の実施例１の方法を用いて、得られた白色粉末試料とＤ－チロ－イノシトールの標準試料とを比較し、物質がＤ－チロ－イノシトールであることを確認した。
分析により２つの試料の一致を確認した。
Claims (8)
- キャロブエキスから少なくとも１種のイノシトールを分離するためのプロセスであって、
ａ）ブリックス値が６０超であり、ピニトール含有量がエキスの重量に基づく重量パーセントで５～２５％である濾過および脱塩されたキャロブエキスを提供する工程と、
ｂ）前記工程ａ）の前記キャロブエキスに、前記ピニトールのクロマトグラフィー分離プロセスを行なう工程であって、該プロセスは、前記エキスをクロマトグラフィー樹脂に少なくとも１回通し、これにより、ピニトール含有量が溶液の総重量に基づく重量パーセントで３５～７０％であり、ブリックス値が２０以下である水溶液を得ることを含む工程と、
ｃ）前記工程ｂ）で得られた前記水溶液に精製工程を行なうことにより、ピニトール含有量が溶液の総重量に基づく重量パーセントで５５％超である精製水溶液を得る工程と、を有し、
前記工程ａ）の前記キャロブエキスが、少なくとも２つの弱陰イオン交換樹脂および少なくとも２つの強陽イオン交換樹脂に通すことによって脱塩され、
前記キャロブエキスを弱陰イオン交換樹脂に前記少なくとも１回通した後、強陽イオン交換樹脂に通す前に、前記キャロブエキスを強陰イオン交換樹脂に通し、
前記工程ａ）の前記キャロブエキスが、該エキスの重量に基づく重量パーセントで、５～１５％のスクロースを含む、プロセス。 - 前記工程ａ）において、前記キャロブエキスが脱色されることをさらに含む、請求項１に記載のプロセス。
- 前記脱塩は、前記キャロブエキスに、
ｉ．前記キャロブエキスを弱陰イオン交換樹脂に１回目に通す工程と、
ii．前記キャロブエキスを強陽イオン交換樹脂に１回目に通す工程と、
iii．前記キャロブエキスを弱陰イオン交換樹脂に２回目に通す工程と、
iv．前記キャロブエキスを強陰イオン交換樹脂に通す工程と、
ｖ．前記キャロブエキスを強陽イオン交換樹脂に２回目に通す工程と、に順に行なうことにより行なわれる、請求項１または２に記載のプロセス。 - 前記工程ａ）の前記キャロブエキスが、該エキスの重量に基づく重量パーセントで、５～２０％、または１０～１５％のピニトールを含む、請求項１～３のいずれか１項に記載のプロセス。
- 前記工程ｂ）が、「擬似移動床クロマトグラフィー（ＳＭＢクロマトグラフィー）」法によって、改良連続クロマトグラフィー分離（ＩＳＭＢ）によって、または、ＩＳＭＢ（登録商標）（三菱化成工業株式会社）によって行なわれる、請求項１～４のいずれか１項に記載のプロセス。
- 前記精製工程ｃ）が、前記工程ｂ）で得られた前記溶液を、濃縮する、または熱により濃縮する工程を含む、請求項１～５のいずれか１項に記載のプロセス。
- 前記精製工程ｃ）の最後に、ピニトールを少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、または少なくとも９５％の純度で含む濃縮物が得られる、請求項１～６のいずれか１項に記載のプロセス。
- 前記工程ｃ）の後に、該工程ｃ）で得られた前記水溶液に対しピニトールの酸加水分解を行ない、Ｄ－チロ－イノシトールを含む水溶液を得て、次に、Ｄ－チロ－イノシトールを含む前記水溶液を強陰イオン交換樹脂に少なくとも１回通すことにより、Ｄ－チロ－イノシトールを含む前記水溶液からＤ－チロ－イノシトールをクロマトグラフィー分離することにより、Ｄ－チロ－イノシトールを含む水溶液を得る工程ｄ）が行なわれる、請求項１～７のいずれか１項に記載のプロセス。
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