JPH10504546A - 安定性ビタミンａ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 不活性雰囲気下、１７０℃以下の温度及び４ｍｍ水銀以下の圧力下でビタミンＡ調製物を加熱することからなり、その加熱が光から遮蔽された容器中で行われる、ビタミンＡを精製するためのプロセスが開示されている。このプロセスから得られるビタミンＡは、ビタミンＡに対して０．５：１〜２：１部のトコフェロールと混合される。ビタミンＡ及びトコフェロール混合物は、アラビアゴム、デンプン、ペクチン又は他の適切な物質で封入することができる。ビタミンＡが封入される場合に、要求されるトコフェロールのレベルは少なく、好ましくは０．０５〜１〜約１：１部のトコフェロール対ビタミンＡが封入ビタミンＡ組成物で用いられる。他の酸化防止剤も加えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 安定性ビタミンＡ 技術分野 本発明の分野は、異臭を実質上有さずに無臭である、精製及び安定化されたビ タミンＡ又はビタミンＡ誘導体である。 発明の背景 ビタミンＡは、魚肝油からの抽出、あるいはβ‐イオノン及びプロパルギルハ ライドの反応から化学合成により、商業上製造される。他の合成では、β‐イオ ノンから出発して、それをβ‐イオノニルに変換し、それを３‐ホルミルクロト ニルアセテートと反応させて酢酸レチノールを作る。一方、β‐イオノンは対応 アルデヒドに変換して、３‐メチル‐２‐ペンテン‐４‐イン‐１‐オールとの グリニャール反応と部分的水素付加及び転位によりそれを酢酸レチノールに変換 することができる。酢酸レチノールはパルミチン酸メチルとのエステル交換反応 でパルミチン酸レチノールに変換される。酢酸レチノール及びパルミチン酸レチ ノールの双方は、一般的に補給に用いられる。 最も安定でより生物学的に利用しやすい形のビタミンＡはトランス異性体であ る。シス異性体、即ち１３‐シス レチノール、９‐シス レチノール及び９， １３‐ジシス レチノール物質はそれほど安定でない。シス異性体は生産中に形 成され、それらはトランス異性体よりも容易に酸化される。 市販ビタミンＡは、酸化により又は残留溶媒として又はビタミンＡの合成の生 成物により存在するいくつかの不純物を含有している。ビタミンＡの主要反応剤 及び／又は酸化生成物の１つはβ‐イオノンである。β‐イオノンのパーセンテ ージとビタミンＡのシス異性体のレベルは、ビタミンＡの品質を調べるために使 用できる。 ビタミンＡパルミテート又はアセテートが製造及び精製されるときであっても 、それは生成するβ‐イオノン及び他の酸化生成物を容易に酸化させてしまう。 スプレードライビタミンＡ、即ちスプレードライされたか、あるいはペクチン、 デンプン、ガム又は他の適切な物質で部分的に封入されたビタミンＡは酸化に対 してより安定であるが、１０〜３０％シス異性体ビタミンＡと合成又はエステル 交換反応から残留する溶媒も含有していることがある。この形のビタミンＡであ っても経時的に酸化されることがある。 ビタミンＡで主要な不純物であるβ‐イオノンはシダーウッド又はラズベリー 芳香を有していて、香料に用いられる。それは非常に低い閾値レベルを有してい る。これはビタミンＡ酸化生成物に伴う多くの臭気のうちの１つである。アルデ ヒド及びケトン、特にヘキサナール、５‐ノネン‐２‐オン、２‐デセナール及 びオクタナールも形成される。ヘキサン、シクロペンタン、エチルシクロヘキサ ン及びノナンのような炭化水素も存在することがある。これら物質のすべては不 快な臭気及びフレーバーを有している。 したがって、酸化生成物、溶媒を実質上含まずに、５％以下のシス異性体を含 むビタミンＡを有することが望まれる。このようなビタミンＡは無味無臭である ことがわかった。酸化に対してこの物質を安定化させることも望まれる。 ビタミンＡは、沸点５０℃以下のすべての揮発性物質を本質的に除去するため に精製して、更に酸化を防ぐために安定化できることがわかった。したがって、 本発明の目的は、無味無臭の貯蔵安定性ビタミンＡを提供することである。β‐ イオノンをその閾値以下のレベルで含有したビタミンＡを作ることも本発明の目 的である。本発明のこれらの及び他の目的は、以下の記載から明らかであろう。 発明の要旨 不活性雰囲気下、１７０℃以下の温度及び４ｍｍ水銀以下の圧力下でビタミン Ａ調製物を加熱することからなり、加熱が光から遮蔽された容器中で行われる、 ビタミンＡを精製するためのプロセスが開示されている。このプロセスから得ら れるビタミンＡは、ビタミンＡに対して０．５：１〜２：１部のトコフェロール と混合される。ビタミンＡ及びトコフェロール混合物は、アラビアゴム、デンプ ン、ペクチン、脂質ハードストック、エチルセルロース又は他の適切な物質で封 入することができる。他の酸化防止剤も加えることができる。 ビタミンＡが封入又は固化される場合、トコフェロール対ビタミンＡのレベル は約０．０５〜１〜約２：１である。好ましくは、比率は０．１：１〜１：１で ある。 発明の具体的な説明 本明細書で用いられるすべてのパーセンテージは、他で指示されないかぎり重 量による。 本明細書で用いられる“含む”という用語は、“から本質的になる”及び“か らなる”というより狭い用語も包含している。 本明細書で用いられる“ビタミンＡ”という用語には、レチノールとビタミン Ａのアルキルエステルを含む。アルキルエステル基は２〜２２の炭素原子を有し 、それには飽和、分岐又は直鎖がある。不飽和アルキル基も使用できるが、それ らはそれらの酸化しやすい傾向のせいでさほど好ましくない。デヒドロレチノー ル（ビタミンＡ₂）とビタミンＡアルデヒド又はレチネンも、“ビタミンＡ”と いう用語の中に含まれる。 プロセス ビタミンＡは光源から遮蔽された容器に入れられる。黒色に塗られたか、ある いは黒色又は非光透過性コーティングでコートされた金属容器又はガラス容器が 容認される。 ビタミンＡはいずれかの常法で脱気される。ビタミンＡから溶解酸素を除去す ることが重要であるが、その理由は酸素が物質を精製するために用いられる初期 加熱ステップでビタミンＡの酸化又は分解を更に起こしうるからである。好まし くは、ビタミンＡはサンプルを脱気するために５ｍｍ水銀以下の真空に付される 。通常、サンプルは０．５mmHg以下で脱気される。 次いで、不活性ガススパージがサンプル中に導入される。好ましくは、窒素が スパージ剤として用いられる。しかしながら、二酸化炭素、ヘリウム、アルゴン 又はネオンのような非酸化ガスも使用できる。 次いで、サンプルは１７０℃以下、好ましくは約９５〜約１５０℃、最も好ま しくは約１３０〜約１５０℃の温度に加熱される。加熱速度は重要でない。通常 、ビタミンＡは室温〜１５０℃で２〜３分間加熱される。 サンプルは減圧下、５ｍｍ水銀以下、好ましくは１ｍｍ以下、最も好ましくは ０．３〜０．６ｍｍ水銀下で加熱されて、不活性ガスでスパージされる。好まし い加熱条件は、約０．５ｍｍ水銀の圧力下において約１３０〜約１５０℃である 。スパージガスは０．５〜１４cc/min/gビタミンＡの流速で容器に供給される。 これらの温度及び圧力条件下において、ほとんどの酸化生成物及び炭化水素揮発 性物質は窒素又は不活性ガススパージで除去される。 β‐イオノンは主要な不純物の１つであり、しかもその沸点は１２ｍｍ水銀で １２６℃であるため、それはビタミンＡの精製の進み具合を測定するために用い られる。多くの不純物はこれらの条件下でβ‐イオノンと共に又はその前に沸騰 又は蒸発してしまう。このため、β‐イオノンの不在は、多くの炭化水素及びそ れより低分子量の酸化生成物が除去されたことの指標として用いることができる 。β‐イオノンの存在は、サンプルを５０℃に加熱することで得られた揮発性物 質を分析するために、ガスクロマトグラフを用いて検出することができる。他の 分析技術も使用できる。 慣用的な油脱臭又はストリップ装置も使用できる。フィルムエバポレーター、 分子蒸留器及び脱臭ユニット（バッチ式又は連続式）が容認される。 不純物を除去するには通常１２０分間以内を要する。正確な時間は、サンプル サイズ、容器形状及びシステムの効率に依存する。ロータリーエバポレーターで は、１５〜１２０分間かかる。ワイプド（wiped）フィルムエバポレーターだと 、不純物の除去は１０分間以下、通常３０秒間〜５分間程度で行われる。 精製されたビタミンＡはトコフェロールと混合され、必要ならば再び脱気され る。いかなるトコフェロール異性体も使用できる。最も好ましい異性体はα異性 体であって、これはビタミンＥでもある。トコフェロールは酸化防止剤として作 用し、しかもビタミンＡと接触する酸素の量を減少させる。トコフェロールはビ タミンＡほど容易には酸化されず、このため精製ビタミンＡを安定化させる上で 有効である。通常、０．５：１〜２：１部のトコフェロール対ビタミンＡが用い られる。トコフェロールは精製ステップ前にもビタミンＡに加えることができる 。好ましくは、トコフェロール対ビタミンＡの比率は０．７５：１〜１：１であ る。 本プロセスで製造されたビタミンＡは下記組成で特徴付けられる： 成 分 重量％ ビタミンＡのトランス異性体 ３３〜６６ トコフェロール ３３〜６６ β‐イオノン ０〜０．３３ ビタミンＡのシス異性体 ０〜０．３３ それはβ‐イオノン及び溶媒を実質上含まない。“実質上含まない”とは、ビ タミンＡ中におけるこれら物質のレベルがビタミンＡ含有分の５重量％以下であ ることを意味する。β‐イオノン及び他の炭化水素不純物のレベルは、ガスクロ マトグラフィー法により測定される。これらの物質は５０℃で揮発性であり、サ ンプルチューブのヘッドスペース中におけるそれらの濃度はビタミンＡ中におけ るそれらの濃度と比例している。揮発性物質中でβ‐イオノン含有分の全体的減 少を測定すれば、低レベルの不純物がビタミンＡ中に残存するだけであることを 確認できる。 ビタミンＡ及びトコフェロール混合物は液体油の形でスプレードライするか、 あるいはガム、デンプン、ペクチン、ゼラチン、脂質ハードストック、エチルセ ルロース又は他の適切な物質で封入することができる。好ましくは、デキストリ ン及びアラビアゴムが封入に用いられる。あらゆる慣用的な封入技術がこのよう な製品を製造するために使用できる。ビタミンＡ及びトコフェロールは他の食品 成分と混合することもできる。 ビタミンＡの固化又は封入は、紫外線との相互作用からビタミンＡを保護する のを助ける。紫外線吸収の抑制は精製ビタミンＡの安定性を増加させる。ビタミ ンＡと混合されるトコフェロールのレベルは、小ビーズ又は粉末としてキャリア 中で固化されるかあるいは封入される場合だと、液体形で要求されるよりも少な い。約０．０５：１〜約２：１のトコフェロール対ビタミンＡが用いられる。好 ましくは、約０．１：１〜約１：１が用いられる。 このプロセスで製造される製品は酸化に対して３箇月以内にわたり安定であり 、本質的に無味無臭である。精製ビタミンＡの安定性を長くするために、それは 無酸素雰囲気下で貯蔵して、光から保護しておくべきである。不透明パッケージ 又は琥珀色ボトルが、貯蔵中にそれを保護するために使用できる。液体製品は空 気の存在と１日約８時間の蛍光への暴露の中で環境温度条件下で安定性について 試験される。 ＢＨＡ、ＢＨＴ及びアスコルビルパルミテートのような他の酸化防止剤も組成 物に加えることができる。好ましい態様では、ビタミンＡ／トコフェロール混合 物中への酸素透過を抑制する物質が加えられる。例えば、ステアリルアルコール がこの目的に使用できる。ステアリルアルコールは、保護層を設けることでビタ ミンＡを保護する結晶格子を形成する。 例Ｉ 光から遮蔽されて、ロータリーエバポレーターで使えるように備え付けられた ５００ｍｌ円筒形容器に、不安定な高効力ビタミンＡパルミテートのサンプル４ １．２ｇを入れる。容器に浸漬チュープを備え付けるが、これは容器を窒素でス パージするために使用できる。揮発性物質は冷フィンガーコンデンサー上に集め る。サンプルを最初に０．１ｍｍ水銀の真空下において、サンプルを脱気する。 次いで窒素スパージを〜８cc/min/gサンプルの流速で導入する。サンプルは１５ ０℃に維持された油浴に容器を浸漬することで１５０℃の温度に早く加熱する。 窒素スパージの導入で、真空度を０．５ｍｍ水銀に上げる。生成物をこれらの条 件下で１２０分間加熱する。 次いでビタミンＡを室温まで冷却し、容器を開け、α‐トコフェロールをそれ と混合する。次いで混合物を０．１〜０．５mmHgで脱気し、その後窒素で飽和さ せる。α‐トコフェロール対ビタミンＡパルミテートの比率は重量で１：１であ る。 次いでこの物質を５％ビタミンＡパルミテートの濃度までポテトスターチと混 合して、ポテトチップ上に散布する。３２人のパネリストが異臭、容認性、塩味 及びポテトフレーバーについて製品を評価するように言われたときに、パネリス トの８０％はビタミンＡ添加のないコントロールサンプルとビタミンＡ及びＥ混 合物を含有した製品との間で差異を見いだせなかった；パネリストの１７％はビ タミンＡ及びＥ製品で異臭を少なく感じた。その製品は２１０ｐｐｍのビタミン Ａと２１０ｐｐｍのトコフェロールを含有していた。 本明細書で記載されたプロセスにより精製されなかった高品質市販ビタミンＡ 粉末を、ポテトチップ上に１５０ｐｐｍレベルで試験した。このパネルにおいて 、パネリストの４８％だけが差異を見いだせず、パネリストの３６％はビタミン Ａサンプルの方が多く異臭を有することを示した。 例II ４種の異なる条件を用いて、１．８百万ＩＵ（国際単位）を有する市販ビタミ ンＡサンプルを精製した。全体的処理は例Ｉのとおりであった。サンプルを精製 する前に、５０℃での揮発性物質は下記方法を用いてガスクロマトグラフィーに より分析した。このサンプルはコントロールとして表示される。 精製ビタミンＡも同様の方法で分析した。結果は下記表に掲載されている。明 らかなように、揮発性物質の総量はすべての処理で約６０％減少した。重要なこ とに、β‐イオノンの量はサンプルで有意に減少した。 ビタミンＡ液での揮発性物質測定 例III 液体ビタミンＡを例Ｉの方法により精製する。２つの異なるサンプルをゼラチ ンで封入して、粉末ビタミンＡサンプルを形成する。１つのサンプルは５％トコ フェロール、他方は５０％トコフェロールを含有している。固体封入製品をポテ トチップ上に散布し、空気中１００°Ｆ（３８℃）で１週間安定性について試験 する。製品は安定であり、同一条件下で貯蔵されたコントロール製品と比較して 味にほとんど差異を示さない。ビタミンＡ含有分の低下は観察されない。次いで 製品を空気中蛍光への一定暴露下１００°Ｆ（３８℃）で第二週にわたり貯蔵す る。 ビタミンＡの少量の喪失が生じたが、５％サンプルは同一条件下でコントロール 製品となお同等か又はそれより良い味がする。これらは極端に厳密な貯蔵条件で あり、正常な用法下で、本発明の固体又は封入ビタミンＡ／トコフェロールを含 有した製品は商慣習上貯蔵安定であると予想される。 分析操作 揮発性成分のガスクロマトグラフィーモニタリング サンプリングシステム サンプリングシステムは５ｍｌニードルスパージチューブ装備のTekmar ＬＳ Ｃ２０００パージ及びトラップユニットからなる。スパージチューブを完全にき れいにして、使用前に１４０℃で焼く。パージ及びトラップユニットは、それを 何回もブランクランで循環させながら、２２５℃の温度で８分間トラップを焼く ことにより、使用の準備をする。これは、トラップからバックグラウンド汚染物 を本質的に取除くまで続ける。 約０．１５０ｇの試験物質を秤量して冷却スパージチューブ中に直接入れ、Te kmarユニット上に直ちにおく。サンプルを５０℃に加熱し、６〜２０cc/minの容 積流量で４分間にわたり窒素でパージする。揮発性物質はTenax ＧＣ吸着剤を含 有したトラップに集める。完了したら、トラップを２分間かけて１００℃まで前 加熱する。次いでトラップを１８０℃の脱着温度で４分間にわたりバックフラッ シングする。移送ライン及び切替えバルブを２００℃で維持する。サンプル取付 ブロックは１００℃で維持する。 脱着された揮発性物質をHewlett Packard 3396電子積分器装備のHewlett Pack ard 5890ガスクロマトグラフ中にフラッシングする。検出器はフレームイオン化 タイプである。溶融シリカキャピラリーカラムは０．２５ｍｍ内径で５０メート ル長である。キャピラリーカラムはＤＢ‐１タイプである。 ガスクロマトグラフではスプリットインジェクションフローを用いる。初期オ ーブン温度は４０℃である。クロマトグラフは、オーブンの温度を１０℃/minの 速度で３５０℃の最終オーブン温度まで自動的に変えられるようにプログラム化 している。初期オーブン保持時間は５分間である。インジェクター温度は２００ ℃で、検出器温度は３５０℃である。スプリット比は１０〜５０ml/minにセット する。 積分器は、ピーク積分が最良となるように、製造業者の勧めに従いセットする 。 記録計はリニア記録計であり、ピーク高さに応じて減衰を変化させなかった。食品用途 貯蔵安定性精製ビタミンＡはあらゆる食品に使用できる。それは油、パン、ベ ークド商品、菓子、スナック、飲料及び他の油含有食品に加えることができる。 それは化粧品及びビタミン補給品にも使用できる。それは味及び臭気が問題であ る液体補給品で特に有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，Ｃ Ｚ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＢ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 セブナンツ，マイケル ロバート アメリカ合衆国ケンタッキー州、ニューポ ート、オーバートン、ストリート、324 (72)発明者 サンダース，ロバート アラン アメリカ合衆国オハイオ州、フェアフィー ルド、メイプル、リッジ、コート、915

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． β‐イオノン及び溶媒を実質上含まず、５％以下のビタミンＡがシス異 性体であり、トコフェロール及びビタミンＡの混合物を含み、トコフェロール対 ビタミンＡの比率が０．５〜１〜２：１である、貯蔵安定性精製ビタミンＡ調製 物。 ２． β‐イオノン及び溶媒を実質上含まず、５％以下のビタミンＡがシス異 性体であり、トコフェロール及びビタミンＡの混合物を含み、トコフェロール対 ビタミンＡの比率が０．０５〜１〜２：１であり、上記ビタミンＡが封入されて いる、貯蔵安定性精製ビタミンＡ調製物。 ３． ビタミンＡがレチノールのアルキルエステル、好ましくは酢酸レチノー ル又はパルミチン酸レチノールであり、トコフェロールがα‐トコフェロールで ある、請求項１又は２に記載のビタミンＡ。 ４． ビタミンＡの重量に基づき３％以下のβ‐イオノン及び２％以下のビタ ミンＡのシス異性体を含有している、請求項１、２又は３に記載のビタミンＡ。 ５． ビタミンＡがガム、デンプン、ペクチン、ゼラチン、脂質ハードストッ ク、エチルセルロース又はそれらの混合物から選択される群のメンバーで封入さ れている、請求項２、３又は４に記載のビタミンＡ。 ６． （ａ）ビタミンＡのサンプルを脱気する； （ｂ）実質上すべてのβ‐イオノン及び溶媒が除去されるまで、不活性ガスス パージしながら４mmHg以下の圧力及び１７０℃以下の温度で光の不在下において 脱気ビタミンＡを加熱する； （ｃ）ビタミンＡをビタミンＡ１部当たり０．５〜２部のトコフェロールと混 合する ことからなる、ビタミンＡから異臭及び臭気を除去するための方法。 ７． （ａ）ビタミンＡのサンプルを脱気する； （ｂ）実質上すべてのβ‐イオノン及び溶媒が除去されるまで、不活性ガスス パージしながら４mmHg以下の圧力及び１７０℃以下の温度で光の不在下において 脱気ビタミンＡを加熱する； （ｃ）ビタミンＡをビタミンＡ１部当たり０．０５：１〜２：１部のトコフェ ロールと混合する；及び （ｄ）ビタミンＡ及びトコフェロール混合物をガム、デンプン、ペクチン、ゼ ラチン、脂質ハードストック、エチルセルロース又はそれらの混合物から選択さ れる群のメンバーで封入する ことからなる、ビタミンＡから異臭及び臭気を除去するための方法。 ８． ビタミンＡが加熱ステップ前にトコフェロールと混合され、ビタミンＡ が０．３〜０．６mmHgの圧力下１３０〜１５０℃の温度で加熱され、スパージガ スが窒素である、請求項６又は７に記載の方法。 ９． ビタミンＡがレチノールのアルキルエステルであり、トコフェロールが α‐トコフェロールであり、ビタミンＡがビタミンＡの重量に基づき３％以下の β‐イオノン及び２％以下のビタミンＡのシス異性体を含有している、請求項６ 、７又は８に記載の方法。 １０． 請求項１、２又は３に記載の組成物を含んでなる食品。