JPH1023878A - 大豆たんぱく質抽出物からの高イソフラボン成分の製造 - Google Patents
大豆たんぱく質抽出物からの高イソフラボン成分の製造Info
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Abstract
的な形態の食品の材料として摂取する簡便な方法を提供
すること。 【解決手段】 イソフラボンの温度感受性の溶解度の差
を、大豆モラセス水溶液供給ストリームを加熱すること
によりイソフラボンを分離するために使用する。供給ス
トリームの温度を上昇させて、イソフラボンを選別す
る。次いで、加熱された供給ストリームを限外ろ過膜で
処理する。得られた透過液を、イソフラボンを結晶化さ
せるために冷却する。
Description
の水アルコール溶媒抽出物を処理することによる高イソ
フラボンプロセスストリームの製造に関する。
る独特な種類で、植物界でも限られた分布を示し、物理
的特徴については無色透明の結晶性ケトン類となる。こ
れらのイソフラボンの食事からの最も一般的かつ重要な
摂取源は、大豆であり、大豆には以下の12種類のイソ
フラボン異性体が含有される。すなわち、ゲニステイ
ン、ゲニスチン、6”−O−マロニルゲニスチン、6”
−O−アセチルゲニスチン;ダイドゼイン、ダイドジ
ン、6”−O−マロニルダイドジン、6”−O−アセチ
ルゲニスチン;グリシテイン、グリシチン、6”−O−
マロニル、6”−O−アセチル(Kudou,Agri
c.Biol.Chem.1991,55,2227−
2233)。大豆イソフラボンの97から98パーセン
トは、グリコシル化された形態である。
定されているために、伝統的に、食事性イソフラボンの
量を増加させるために大豆食品を使用することには制限
があった。
1年にWalzにより大豆食品より始めて単離され(J
ustus Liebigs Ann.Chem 48
9,118)、後に1941年にWalterにより確
認された(J.Amer.Chem.Soc.63,3
273)。これまでに特許で記載されたものには、高イ
ソフラボン大豆たんぱく製品の製造について(WO 9
5/10512;WO95/10529; WO 95
/10530)、マロン酸ゲニスチンおよびマロン酸ダ
イドジン(U.S.Patent 5,141,74
6)、イソフラボンを含有する医薬品型成分(U.S.
Patent 5,424,331;4,883,78
8)、テンペーからのイソフラボンの単離および修飾
(U.S.Patents 4,390,559;4,
366,248;4,366,082;4,264,5
09;4,232,122;4,157,984)があ
る。しかし、本発明は、脱脂大豆フレークのエタノール
抽出物から得られる、広範な大豆イソフラボンまたは高
度に精製されたゲニスチンを含有する高イソフラボン製
品の製造に関する。
他の先進国において、死因のトップであることより、総
およびLDLコレステロールの値が高いことは人の健康
に悪影響を及ぼす重要なリスク・ファクターである。人
において、平均摂取値として1日あたり47グラムの大
豆たんぱく質をとった場合、大豆たんぱく製品が、血清
中総コレステロール値を平均で約9.3%、低密度リポ
プロテイン(LDL)コレステロール値を平均で12.
9%低下させるようである(Andersonet a
l.,NEJM,333;276−282,199
5)。
大豆たんぱく製品中のある化合物の種類で、動物におい
て少なくともこのコレステロール低下作用の一部を担う
ことが示されている(Setchell,in McL
achlan JA,ed.Estrogens in
the Environment II:69−8
5,1985)。更に、霊長類での研究から、大豆イソ
フラボンが、大豆たんぱく質の血中コレステロール低下
作用の約60から70%までを担っている可能性を示唆
している(Anthony et al.,Circu
lation,90:Suppl:I−235.(ab
stract),1994; Anthony et
al.,J.Nutr.,125:Suppl 3S:
803S−804S.(abstract),199
5;Anthony et al.,Circulat
ion,91:925.(abstract),199
5)。
防において作用を有することが示唆されている。イソフ
ラボンを多く含む食事を摂取する日本人女性では、乳ガ
ンの発生率が非常に低いようである(Adlercre
utz et al.,J.Nutr.125:757
S−770S,1995)。大豆製品はまた、ラットの
乳ガンモデルにおいて、乳房腫の形成を減少させ、また
は乳房腫の進行を防止することが示されている(Bar
nes et al.,Clin.Biol.Res.
347:239−253; Hawrylewicz
et al.,J.Nutr.121:1693−16
98,1991)。ゲニステインは、プロテイン・チロ
シン・キナーゼを阻害し(Akiyama et a
l.,J.Biol.Chem.262:5592−5
595,1987)、血管形成を阻害し(Fotsis
et al.,Proc.Natl.Acad.Sc
i.USA 90:2690−2694,1993)、
数種類の悪性細胞株において分化を誘導すること(Pe
terson,J.Nutr.125:784S−78
9S,1995)が示されており、これらはいずれもガ
ンの出現において重要なリスク・ファクターとなる可能
性がある。ゲニステインおよびグリシテイン(Bioc
hanin A)はまた、試験管内で、アンドロジェン
依存性および非依存性の前立腺ガン細胞の生長を阻害す
るようである(Peterson and Barne
s,Prostate 22:335−345,199
3)。ゲニステインは、抗酸化剤として作用する可能性
がある(Wei et al.,Nutr.Cance
r 20:1−12,1993)。
目的は、イソフラボンを栄養補助剤またはもっと伝統的
な形態の食品の材料として摂取する簡便な方法を提供す
ることである。
して特にゲニステイン、のおそらくはプラスの作用を鑑
み、本発明の目的は、ゲニステインのグリコン形などの
精製された形態のゲニスチンを、後に追加的な精製段階
としての再結晶処理を実施または実施しないで、単離す
ることである。
ラボン製品を与えるためまたは、食品または食品材料を
補強するための、全ての種類の大豆イソフラボンを多量
に含有する製品を生み出すことである。
し、選択されたイソフラボンは、水溶液中のイソフラボ
ンの溶解性の差異に基づいて抽出される。アルコール
は、脱脂大豆フレークの抽出物から蒸発により除去され
る。次に、可溶性イソフラボンを他の可溶性物質および
不溶性の材料から分離するために、残留した水溶液を高
温にて限外ろ過(UF)にかける。可溶性イソフラボン
を含有するUF透過液は、二つのうちのいずれかの方法
で処理される。1)広範囲のイソフラボン異性体を回収
すると同時に可溶性糖類と塩類を除去するために、透過
液を吸着性樹脂で処理する、または2)ゲニスチンの結
晶化を促進するために、透過液を冷却する。次いで遠心
分離またはろ過により、高度に精製されたゲニスチンを
単離する。このゲニスチンは、水アルコール溶媒からの
さらなる再結晶によりさらに精製することもできる。
ンの溶解度の差異に基づく方法を使用する。ゲニスチン
は、イソフラボン・グリコシド類の中で最も水に溶解し
にくく、冷水には不溶で、熱水に僅かに溶解するのみで
ある(図1)。
摂氏4度から摂氏50度まで温度が上昇しても殆ど変化
せず、摂氏70度から摂氏90度に温度が上昇すると急
速に溶解度が増大することを図1は示している。したが
って、ゲニスチンを回収するための製造プロセスの場
合、回収処理は、目盛りの最も高温側で実施すべきであ
る。
は全て、水への溶解度が高く、他の可溶性成分とともに
限外ろ過を容易に透過する。限外ろ過に先立ち水溶液の
温度を上昇させることにより、ゲニスチンおよび他のす
べてのイソフラボンを不溶性成分から分離することがで
きる。限外ろ過透過液中のイソフラボンは、溶液を樹脂
で処理し、樹脂を水で洗浄して可溶性糖類を除去し、エ
タノールと水の混合液でイソフラボンを溶出することに
より、回収できる。
ヘキサン脱脂大豆フレークの水エタノール溶媒抽出物か
ら得られる。脱脂大豆フレークを、水エタノール溶媒
(容積で約60〜80%エタノール)を用いて、およそ
摂氏44度から摂氏63度または華氏120から150
度の範囲の温度で抽出する。次に、エタノールを除去す
るために、この水エタノール溶媒抽出物を減圧蒸留で処
理する。アルコールを除去した抽出物は、「大豆モラセ
ス」または「大豆可溶物」として知られている。
氏約65から95度)に調整し、好ましくは分子量10
000を排除限界とする(MWCO)膜を使用して、限
外ろ過処理する。しかし、所望のイソフラボンのろ過を
可能とするどんな膜でも使用できることから、本プロセ
スは排除限界(MWCO)分子量10000の膜に限定
されるものではない。本発明による方法に適当な最小の
排除限界の膜は、分子量530を透過させるものでなく
てはならず、適切に不溶性成分を保持し、イソフラボン
を通過させるものである。
およびゲニスチンの、限外ろ過透過液中の濃度に対する
温度の影響を図2に示す。温度が低いと、限外ろ過透過
液中のゲニスチン濃度が低下する。ダイドジン濃度は、
温度による影響をずっと受けにくい。限外ろ過透過液中
のイソフラボンを最適な濃度にするために、摂氏65度
を超える温度で限外ろ過を行う必要がある。
透過液中のダイドジンとゲニスチンの濃度の間の差を示
す。摂氏24度で限外ろ過を行うと、ダイドジン濃度が
高く、ゲニスチン濃度が低くなる。したがって、ダイド
ジンを回収し、ゲニスチンを排除する製造プロセスの場
合、透過液中のゲニスチンの量に基づいて抽出温度は選
択できるであろうが、おそらく、回収は摂氏24度の比
較的低温で実施する必要がある。一方、ダイドジンとゲ
ニスチンの両方を回収するための製造プロセスの場合、
おそらく約摂氏78度の交差点で操作するのが良いであ
ろう。ゲニスチンについては、回収はより高い温度でお
こなう必要がある。
イアグラムを図3に示す。
出発材料が22で限外ろ過処理される大豆モラセスであ
ることを、図3は示している。24で、限外ろ過の保持
液はさらに加工、リサイクルされ、または別のプロセス
で使用される。
ろ過保持成分24の容積は、限外ろ過プロセス中にもと
のアルコール除去抽出物の容積の約三分の一から三分の
二に減少する、または別の表現をすれば、固形分12か
ら15%にまで減少する。限外ろ過保持液は、保持液の
容積の約1から3倍の水でダイヤフィルターすることも
できるが、その場合、この水は透過液中のイソフラボン
回収率をより高くするために、事前に摂氏65から95
度の温度範囲内に調整したものである。
い場合も、26の限外ろ過透過液には、多様なイソフラ
ボンが含有されており、これを適当な温度に調節する
(摂氏45から95度)。次いで、これを28におい
て、バッチまたはクロマトグラフィー・カラム型のプロ
セスのいずれかで、吸着性樹脂で処理し、この後30に
おいて樹脂を洗浄する。次に、イソフラボンを32で水
アルコール溶媒(容積比で20から100%、摂氏25
から85度)で、グラジエントまたは一定濃度プロセス
のいずれかで、溶出する。結果として得られた成分を、
好ましくは蒸発で乾燥させ(図3には示していない)、
固体換算にて約30%のイソフラボンを含有する産物を
製造する。32で使用するアルコールは、エタノール、
メタノール、またはイソプロパノールでよい。樹脂は、
これに限定されるものではないが、エチルビニルベンゼ
ン−ジビニルベンゼン、スチレン−ジビニルベンゼン、
またはポリチレン・ポリマーでよく、イオン系または非
イオン系のいずれでもよい。
ィルターした場合もしない場合も、34でのゲニスチン
の結晶化を促進するために、限外ろ過透過液26を適切
な温度に調節する(摂氏約4から45度)。高度に精製
されたゲニスチン結晶を、この後36において低速遠心
分離またはろ過により取り除き、最終的に冷水で洗浄す
る(図3には示していない)。最終産物は、乾燥時の測
定で、純度70から90%のゲニスチンである。ゲニス
チン結晶は、水エタノール溶媒、メタノール、イソプロ
パノールなどの水アルコール溶媒を使用してさらに精製
することができる。
して、大豆可溶物(15.26kg)を摂氏約80度の
一定の温度に加熱した。次いで、パラスタルティック・
ポンプを使用して、大豆可溶物をモデル92−HFX−
131−UYUらせん状のポリスルホン製、公称分子量
排除限界10000の限外ろ過膜(Koch Memb
rane Systems,Inc.,St.Char
les,IL)を通過させた。透過流速が70mL/分
になるように、膜の出口側の背圧を手動式クランプで調
節した。透過液が9.4kg、残存する保持液が4.8
kgになるまで、限外ろ過を続けた。様々な画分のイソ
フラボンのプロファイルを以下に示す。 サンプル 重量 %固体 総イソフラボン ゲニスチン ダイドジン (kg) (g) (g) (g) 可溶物 15.26 8.65 11.45 4.01 4.30 保持液 4.8 11.5 4.63 1.75 1.67 透過液 9.4 7.7 6.6 2.29 2.68
gの水道水(摂氏25度)を、透過速度または製造され
ている透過液流量に相当する供給速度で保持液に供給し
たこと除いて、実施例1に記載されると同様に限外ろ過
処理した。この後、保持液を最終重量が1.93kgに
なるまでさらに限外ろ過した。様々な画分のイソフラボ
ンのプロファイルを以下に示す。 サンプル 重量 %固体 総イソフラボン ゲニスチン ダイドジン (kg) (g) (g) (g) 保持液 4.8 11.5 4.63 1.75 1.67 ダイヤフィルト 7.25 4.28 2.12 0.72 0.96 レーション透過液 ダイヤフィルト 1.93 12.26 2.14 0.91 0.58 レーション保持液
54センチメートル)を、70%エタノール中、Dow
XUS 40323 ジビニルベンゼン、エチルビニ
ルベンゼン共重合体樹脂で泥状に充填する。樹脂は、別
の500mLの70%エタノール、ついで重量比0.1
%のNaOH(500mL)、および水(500mL)
で洗浄した。ついで、樹脂をサイズにより分離するため
に、当初充填した容積の約1.5倍まで樹脂のベッド容
積が拡張するまで、樹脂を水でバックフラッシュした。
最終的な充填容積は100mLであった。できたばかり
の限外ろ過透過液(2000mLまたはカラム容積の2
0倍)を開始温度摂氏60度で、カラム容積の6倍/時
間または10mL/分の速度で樹脂床に供給した。樹脂
を500mLの水で速度10mL/分で洗浄し、残存す
る糖類や他の不純物を除去した。ついで、速度10mL
/分の20から95%エタノール(合計500mL)の
直線グラジエントでイソフラボンを樹脂から溶出させ
た。次に、アルコール性イソフラボン含有画分全体を、
真空乾燥し、以下のプロファイルを有する産物を得た。 サンプル 重量 総イソフラボン ゲニスチン ダイドジン (g) (g) (g) (g) カラム産物 6.56 2.2 0.92 0.83
度)を、常時撹拌しながら16時間かけて徐々に室温
(摂氏22度)まで冷却した。冷めた透過液を、900
xgで10分間遠心分離し、ゲニスチン沈殿物を得た。
上清は廃棄した。白色の塊を水(100mL)で希釈
し、900xgで10分間再度遠心分離して残っている
上清を完全に排除した。白色の沈殿は、ついで真空乾燥
して、1.02gの乾燥粉末を得た。乾燥粉末のイソフ
ラボン組成は、以下のとおりであった。 サンプル 重量 総イソフラボン ゲニスチン ダイドジン (g) (g) (g) (g) ゲニスチン沈殿 1.02 1.00 0.77 0.17
(50mL)を、1gの透過液沈殿物に徐々に加えた。
ついで、溶液をWhatman 42濾紙でろ過し、徐
々に冷却し(摂氏22度)、細かな黄白色の結晶を得
た。結晶は、900xgで10分間遠心分離して回収し
た。上清は、廃棄した。次に、結晶を50mLの水(摂
氏4度)に混合し、再度遠心分離して残っている上清を
完全に排除した。ついで水を廃棄し、結晶を真空乾燥し
て、以下のイソフラボンプロファイルの産物を得た。 サンプル 重量 総イソフラボン ゲニスチン ダイドジン (g) (g) (g) (g) ゲニスチン結晶 0.52 0.52 0.45 0.05
に認識されるであろう。したがって、添付の特許請求の
範囲は、本発明の真の範囲と精神に包含される全ての同
等な構成を網羅するために作成されるものである。
すグラフである。
度を示すグラフである。
ある。
Claims (5)
- 【請求項1】 植物性出発材料水溶液中のイソフラボン
を分離する方法であって、(a)植物性出発材料水溶液
を、回収対象のイソフラボンの水に対する溶解度に基づ
いて選択されるある一定の温度まで加熱する段階と、
(b)段階(a)の加熱した出発材料を、前記イソフラ
ボンを通過させる排除限界を有する限外ろ過膜を通過さ
せて、透過液を得る段階と、(c)前記限外ろ過を継続
しながら前記透過液の流量を調節するために、段階
(b)の膜に作用する保持液中の背圧を調節する段階
と、(d)透過液から前記イソフラボンを回収する段階
とを含む方法。 - 【請求項2】 段階(d)の透過液からイソフラボンを
回収する段階が、(d1)吸着性樹脂で透過液を処理す
る段階と、(d2)段階(d1)の樹脂を水中で洗浄す
る段階と、(d3)段階(d2)の洗浄した樹脂から吸
着されたイソフラボンを水アルコール溶媒で溶出する段
階とを含む請求項2に記載の方法。 - 【請求項3】 植物性出発材料水溶液中のイソフラボン
を分離する方法であって、(a)植物性出発材料を摂氏
65から95度の程度の一定の開始温度に加熱する段階
と、(b)段階(a)で作成した植物性可溶物を限外ろ
過で処理して透過液を得る段階と、(c)段階(b)限
外ろ過透過液を、常に撹拌しながら、摂氏約85度の前
記開始高温から摂氏約22度の低温まで徐々に冷却する
段階と、(d)冷却した段階(c)の透過液を、段階
(d)で作成されるイソフラボン沈殿物が形成されるに
十分な時間、約900xgで遠心分離する段階と、
(e)上清を廃棄する段階と、(f)沈殿物を水で希釈
する段階と、(g)残っている上清を排除するために、
段階(f)の希釈した沈殿を約900xgで再度遠心分
離する段階と、(h)再度遠心分離した段階(g)の沈
殿を乾燥させる段階とを含む方法。 - 【請求項4】 限外ろ過透過液中のイソフラボンを単離
するために大豆モラセス出発材料の供給ストリームを限
外ろ過する段階と、樹脂へのイソフラボンの吸着により
イソフラボンを回収する段階と、前記樹脂を水で洗浄し
て残った不純物を吸着されたイソフラボンから除去する
段階と、洗浄したイソフラボンを水アルコール溶媒で溶
出する段階とを含む方法。 - 【請求項5】 大豆モラセスの出発材料供給ストリーム
からイソフラボンを回収する方法であって、ゲニスチン
が可溶化する温度まで前記供給ストリームを加熱する段
階と、前記加熱供給ストリームを限外ろ過して前記出発
材料の透過液中の精製ゲニスチン産物を分離する段階
と、前記ろ過処理した供給ストリームの前記透過物を冷
却してゲニスチンの結晶化を促進する段階と、前記冷却
した透過液を遠心分離またはろ過することによりゲニス
チンを分離する段階とを含む方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US08/614545 | 1996-03-13 | ||
US08/614,545 US5702752A (en) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | Production of isoflavone enriched fractions from soy protein extracts |
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DE (1) | DE69709472T2 (ja) |
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