JPWO2014200000A1 - ジケトピペラジンを含有する植物エキス及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
植物性ペプチドを液体中で高温高圧処理することにより、シクロロイシルロイシン及びシクロロイシルフェニルアラニンを含むジケトピペラジンを高濃度に含有する植物エキスが製造できる。本発明によれば、植物性天然物由来の香味に優れたジケトピペラジンが得られ、そのまま飲食物に配合してジケトピペラジンの有する機能が付加された飲食物を製造することができる。
Description
(1)シクロアラニルグルタミン、シクロアラニルアラニン、シクロセリルチロシン、シクログリシルロイシン、シクログリシルトリプトファン、シクロバリルバリン、シクロトリプトファニルチロシン、シクロロイシルトリプトファン及びシクロフェニルアラニルフェニルアラニンのいずれか一以上を、10μg/100g/Bx以上の濃度で含有する、植物エキス。
(2)Bxあたりのジケトピペラジンの総量が、900μg/100g/Bx以上である、(1)記載の植物エキス。
(3)植物エキスが、茶エキス、大豆エキス又は麦芽エキスである、(1)または(2)記載の植物エキス。
(4)タンパク質を含有する植物体に分解処理を施して植物性ペプチドを生成させ、この植物性ペプチドを液体中で高温高圧処理することにより得られる植物エキス。
(5)植物性ペプチドを、液体中で高温高圧処理する工程を含む、シクロロイシルロイシン及びシクロロイシルフェニルアラニンを含むジケトピペラジンを高濃度に含有する植物エキスの製造方法。
(6)高温高圧処理工程での加熱条件が、100〜170℃の液体中で30〜数時間である、(5)に記載の製造方法。
(7)植性ペプチドがオリゴペプチドである、(5)又は(6)に記載の製造方法。
(8)植物性ペプチドが、植物由来のタンパク質又はタンパク質を含有する植物体に分解処理を施して得られたものである、(5)〜(7)のいずれかに記載の製造方法。
(9)分解処理が加熱処理または酵素処理である、(8)に記載の製造方法。
(10)分解処理が酵素処理であり、酵素がエンド型プロテアーゼである、(9)記載の製造方法。
本発明の植物エキスは、植物性ペプチドを液体中で高温高圧処理して製造することが可能である。ここで、本明細書における「植物性ペプチド」とは、特に断りがない限り、植物由来のタンパク質又はタンパク質を含む植物体に既知の分解処理(熱や圧力による分解処理、酸やアルカリによる分解処理、酵素による分解処理等)を施して低分子化(オリゴペプチド)することにより生じるアミノ酸が数個つながったペプチドをいう。
本発明の製造方法では、このような植物性ペプチドを液体中で高温高圧処理することにより、ジケトピペラジンを生成する。高温高圧処理における液体としては純水を好適に用いることができるが、これにエタノール等有機溶媒を適宜含有させることもできる。また、抽出溶媒にミネラル分を添加することにより適宜硬度を調整することもできる。加熱処理に供す液体のブリックス(Bx)は、0.1〜50程度になるように必要に応じて濃縮又は希釈しておくことが好ましい。
液体中での高温高圧処理の後、必要に応じて固液分離を行って液部を回収して、本発明のジケトピペラジンを高濃度に含有する植物エキスが得られる。固液分離には、ろ過及び/又は遠心分離手段が用いられる。
本明細書でいうエキスとは液体状の抽出物をいい、本発明の「植物エキス」とは、植物体に抽出処理を施して得られる液体状の抽出物又はその加工品をいう。
本明細書でいう「茶エキス」とは、茶葉を抽出処理して得られる茶抽出物をいう。抽出原料となる茶葉としては、茶樹(学名:Camellia sinensis)を用いて製造された茶葉の葉、茎など、抽出して飲用可能な部位を使用することができる。また、その形態も大葉、粉状など制限されない。茶葉の収穫期についても、所望する香味に合わせて適宜選択できる。
(a)茶葉を水で抽出し、抽出残渣を回収する工程、
(b)抽出残渣に、水存在下でエンド型プロテアーゼを作用させて茶葉タンパク質を分解し、茶ペプチドを含む液を得る工程、
(c)茶ペプチドを含む液を高温高圧処理して反応液を得る工程、及び
(d)反応液を固液分離処理して、ジケトピペラジンを含む液体を回収する工程
または、
(a)茶葉を水で抽出し、抽出残渣を回収する工程、
(b)抽出残渣に、水存在下でエンド型プロテアーゼを作用させて茶葉タンパク質を分解し、茶ペプチドを含む液を得る工程、
(d’)茶ペプチドを含む液を固液分離処理して、茶ペプチドを含む液体を回収する工程、及び
(C’)茶ペプチドを含む液体を高温高圧処理してジケトピペラジンを含む反応液を得る工程
各工程の条件は、前述したとおりであるが、工程(a)の前抽出では、茶飲料の製造等で抽出処理を行って得られる茶滓等の抽出残渣を用いることもできる。従来、茶葉中の水不溶性茶タンパク質は、栄養源としては利用されておらず、例えば、国内の緑茶飲料製造時に生じる2.2万トンに上る抽出残渣は、その殆どが未利用資源として廃棄されているが、上記の茶エキスの製造方法は、従来廃棄されていた茶滓の有効利用にも有効である。
本明細書でいう「大豆エキス」とは、大豆に加水して抽出処理又はミリング処理して得られる液体をいう。原料となる大豆(学名:Glycine max)は品種や産地などの制限なく用いることができ、粉砕品などの加工品段階のものを用いることもできる。また、本明細書でいう大豆エキスには、大豆タンパク分解物に加水して得られる液体も便宜上含まれるものとする。
(x)大豆又は大豆タンパク分解物に、水存在下でエンド型プロテアーゼを作用させて、大豆ペプチドを含む液を得る工程、
(y)大豆ペプチドを含む液を高温高圧処理して反応液を得る工程、及び
(z)反応液を固液分離処理して、ジケトピペラジンを含む液体を回収する工程
茶エキスの製造と同様に、工程(y)及び(z)は順序を交換してもよい。また、工程(x)の前に、水溶性タンパクを除去する工程(w)を加えてもよい。ジ又はトリペプチドを多く含有する大豆ペプチドを原料として用いる場合、工程(x)は、
(x’)ジ又はトリペプチドを多く含有する大豆ペプチドに加水して、大豆ペプチドを含む液を得る工程
となる。その他、各工程の条件は前述したとおりである。
本明細書でいう「麦芽エキス」とは、麦芽又はその粉砕物に抽出処理して得られる抽出物をいう。原料となる麦芽大豆(malt)は、品種や産地などの制限なく用いることができるが、特に大麦の種子を発芽させた大麦麦芽が好適に用いられる。大麦麦芽は、皮部を除去してタンパク質含量の高い画分を分離して用いるのが実用的であり効率的である。タンパク質含量の高い画分は、麦芽を表面から徐々に削り、穀皮を除去し、その後、アリューロン層および胚乳といったタンパク質が多く含まれる画分を削りとるという方法が挙げられる。或いは、茶エキスで実施したように、前抽出を行った抽出残渣を利用することができる。抽出残渣としては、ビール製造時に発生する麦芽の絞り粕を例示できる。
(x)麦芽又は麦芽タンパク分解物に、水存在下でエンド型プロテアーゼを作用させて、麦芽ペプチドを含む液を得る工程、
(y)麦芽ペプチドを含む液を高温高圧処理して反応液を得る工程、及び
(z)反応液を固液分離処理して、ジケトピペラジンを含む液体を回収する工程
茶エキスの製造と同様に、工程(y)及び(z)は順序を交換してもよい。また、工程(x)の前に、水溶性タンパクを除去する工程(w)を加えてもよい。その他、各工程の条件は前述したとおりである。
植物性ペプチドとして大豆ペプチドおよびゴマペプチドを用い、液体中にて高温高圧処理してジケトピペラジンを高濃度に含有する植物エキスを製造した。具体的には、大豆ペプチド(ハイニュートAM、不二製油社製)およびゴマペプチド(KM-20、KISCO社製)3gに、それぞれ15mlの蒸留水を加え、オートクレーブ(トミー精工社製)に入れて、135℃、0.31MPa、3時間高温高圧処理を加えた。また、比較例として、同じペプチドを用いて高温高圧処理を行わないものを調製した。処理後の液体10mlを50倍希釈して膜処理したものをLC-MS/MSに供し、各種ジケトピペラジン濃度を求めた。分析条件詳細は、下記の通り。また、ジケトピペラジンを高濃度に含有する植物エキスのブリックス(Bx)をデジタル屈折計 RX-5000a(ATAGO社製)を用いて測定し、ジケトピペラジンの総量(単位:μg/100g)とブリックス(Bx)の比を算出した。
植物性ペプチドとして、以下のペプチドを用いた。
1)大豆ペプチド「ハイニュートAM」(不二製油社製):ジ・トリペプチドが67%、平均分子量500
2)大豆ペプチド「ハイニュートDC」(不二製油社製):鎖長3〜7、平均分子量1000
3)大豆ペプチド「ハイニュートHK」(不二製油社製)
4)コメペプチド「オリザペプチド」(オリザ油化社製):トリペプチドが40〜50%
5)小麦ペプチド「グルタミンペプチドGP-1N」(日清ファルマ社製):分子量5000〜10000
6)小麦ペプチド「グルタミンペプチドGP-N」(日清ファルマ社製):分子量5000〜10000
植物性ペプチド3gに、それぞれ15mlの蒸留水を加え、オートクレーブ(トミー精工社製)に入れて、132℃、0.29MPa、2時間高温高圧処理を加えた。処理後の液体10mlをOASIS MAX(Waters社製)を用いて固相抽出し、得られた固相抽出物を減圧濃縮後、DMSO 100μlに溶解し、そのうち10μlを用いて高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によりシクロフェニルアラニルフェニルアラニン濃度を求めた。
植物由来のタンパク質を原料として酵素による分解処理を施したものを用いた。植物由来のタンパク質には、大豆タンパク質(プロリーナ900(不二製油社製))と米タンパク質(オリザプロテインP70(オリザ油化社製))を用いた。タンパク質300mgを15mlの蒸留水に加えた。次いで、酵素A(プロテアックス)、酵素B(ニューラーゼF3G;Rhizopus niveus由来の酸性プロテアーゼ(エンドペプチダーゼ))、酵素C(パパインW-40;Carica papaya 由来のプロテアーゼ)、酵素D(プロテアーゼA「アマノ」SD;Aspergillus sp. 由来のプロテアーゼ)、酵素E(プロテアーゼM「アマノ」SD;Aspergillus sp. 由来のプロテアーゼ)、酵素F(プロテアーゼP「アマノ」3SD;Aspergillus sp. 由来のプロテアーゼ)、酵素G(プロメラインF;Ananas comosus 由来のプロテアーゼ)、酵素H(ペプチダーゼR)、酵素I(サモアーゼPC10F;Bacillus stearothermophilus由来のプロテアーゼ(エンドペプチダーゼ))、酵素J(プロチンSD-NY10;Bacillus sp. 由来のプロテアーゼ)、酵素K(プロチンSD-AY10;Bacillus sp. 由来のプロテアーゼ)(以上、いずれも天野エンザイム社製)のいずれかを15mg添加し、37℃、2時間振とう混和した。その後、この酵素処理液を固液分離せずに加熱処理した。加熱処理はオートクレーブ(トミー精工社製)にて、132℃、2時間高温高圧処理を行った。また、大豆タンパク質および米タンパク質を酵素で処理せずに同様に処理したものも製造した。処理後の液体10mlをOASIS MAX(Waters社製)を用いて固相抽出し、得られた固相抽出物を減圧濃縮後、DMSO 100μlに溶解し、そのうち10μlを用いて高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によりシクロフェニルアラニルフェニルアラニン濃度を求めた。
植物体として、鹿児島県産の一番茶茶葉(品種:やぶきた、全窒素:6.3%)を用いた。この茶葉に対して、まず、水溶性タンパク質を低減する前処理(3回の前抽出)を行った。すなわち、茶葉10gに対して、熱湯200gを加えて適宜攪拌し、5分間抽出を行った。抽出終了後、140メッシュでろ過し、抽出残渣(茶滓)を回収した。この茶滓に対して、200gの熱湯を注ぎ5分間抽出を行って茶滓を回収した。再度、この茶滓に対して同様に抽出処理を行い茶滓を回収した。
植物体として、市販の水煮大豆および麦芽を使用した。水煮大豆および麦芽に対し、それぞれ実施例4と同様に、植物体(大豆)の乾燥重量に対して20倍量の熱湯で前抽出を3度行った後に、実施例3と同様の酵素処理及び液体中での高温高圧処理を行い、大豆エキス(エキスB)および麦芽エキス(エキスC)を得た。なお、五訂データに基づき、大豆の乾燥重量は水煮大豆全量の36.5%として換算した。エキスBおよびエキスCについて、Bxを1に調整した後に実施例1と同様に、エキス中のジケトピペラジンの分析を行った。表5に結果を示す。大豆や麦芽からもジケトピペラジンを高濃度に含有する植物エキスが簡便に製造できることがわかった。
植物体として、実施例4と同じ茶葉を用い、前抽出、酵素処理、加熱処理の影響について検討した。サンプルを表6に示す。サンプルNo.5及び6は、植物体からオリゴペプチドを生成させる工程と液体中での高温高圧処理によりオリゴペプチドを環化させてジペプチドを生成させる工程とを同時に加熱処理で実施していることを示す。前抽出は回数を2回にする他は、実施例4と同様にして行い、酵素処理は反応温度を50℃に、また加熱処理は加熱時間を8時間に変える他は、実施例4と同様にして行った。得られた茶エキス(サンプルNo.1〜8)について、実施例1と同様にLC-MS/MSを用いて分析を行った。
・前処理(抽出処理)を行うことで、得られる茶エキス中のジケトピペラジン濃度は増加した。
・加熱処理と酵素処理のいずれの方法でもオリゴペプチドが得られるが、酵素処理がより効果的かつ効率的であった。
実施例6において、前抽出の有用性が確認されたことから、前抽出の回数について検討した。植物体として、鹿児島県産の一番茶茶葉(品種:やぶきた、全窒素:6.3%)を用いた。ジケトピペラジンの濃度をより高めるため、前抽出の最適回数の検討を実施した。前抽出は次の要領で実施した。茶葉10gに対して、熱湯200gを加えて適宜攪拌し5分間抽出を行った。抽出終了後、140メッシュで濾過し、抽出液は廃棄した。前抽出を二回以上実施する水準においては、濾過して得た茶殻に再度熱湯を200g加えて同様の操作を繰り返した。このようにして、前抽出を0回〜3回実施した茶葉(初期量10g)対して50℃の湯を200g注ぎ、酵素プロテアーゼ(天野エンザイム、プロチンNY100)を1g添加し、攪拌子で攪拌(300rpm)しながら、50℃のウォーターバス内にて3時間反応させた。その後、95℃、30分間保持することで酵素を失活させた。得られた茶葉液体混合物をオートクレーブ(トミー精工)に入れて、135℃、8時間高温高圧処理を行った後の液体を140メッシュで濾過し、茶エキスを得た。得られた抽出液はそれぞれBx測定をした後に、実施例1同様にLC-MS/MSを用いてジケトピペラジンの濃度を定量した。
実施例6において、酵素処理の有用性が確認されたことから、酵素の種類について検討を行った。検討した酵素は次の9種類である。
<サンプルNo.9>プロチンNY100:Bacillus amyloliquefaciens由来のプロテアーゼ(エンドペプチダーゼ)
<サンプルNo.10>サモアーゼ160:Bacillus stearothermophilus由来の耐熱性プロテアーゼ(エンドペプチダーゼ)
<サンプルNo.11>サモアーゼPC10F:Bacillus stearothermophilus由来のプロテアーゼ(エンドペプチダーゼ)
<サンプルNo.12>プロテアックス:Aspergillus oryzae由来の中性プロテアーゼ
<サンプルNo.13>プロテアーゼM:Ananas comosus 由来の中性プロテアーゼ
<サンプルNo.14>プロテアーゼP:Aspergillus melleus由来のアルカリ性プロテアーゼ
<サンプルNo.15>プロテアーゼA:Aspergillus oryzae由来の中性プロテアーゼ
<サンプルNo.16>ペプチダーゼR:Rhizopus oryzae由来の中性プロテアーゼ
<サンプルNo.17>ニューラーゼF3G:Rhizopus niveus由来の酸性プロテアーゼ(エンドペプチダーゼ)
植物体として、鹿児島県産の一番茶茶葉(品種:やぶきた、全窒素:6.3%)を用いた。茶葉10gに実施例6と同様の前抽出を3回実施して得た茶滓に対して55℃(サモアーゼ160およびサモアーゼPC10Fに関しては70℃)の湯を200g注ぎ、各種酵素を1g添加し、攪拌子で攪拌(300rpm)しながら、55℃(サモアーゼ160およびサモアーゼPC10Fに関しては70℃)のウォーターバス内にて3時間反応させた。その後、95℃、30分間保持することで酵素を失活させた。得られた茶葉液体混合物をオートクレーブ(トミー精工)に入れて、135℃、8時間高温高圧処理を加えた。処理後の液体を140メッシュで濾過し、茶エキスを得た。得られた抽出液はそれぞれBx測定をした後に、実施例1同様にLS-MS/MS測定によりジケトピペラジンの濃度を定量した。
茶葉に対する酵素(プロチンNY100)濃度を0〜20%に変える他は、実施例4と同様にして茶エキスを製造した。得られた茶エキスについて、官能評価を実施するとともに、実施例1と同様にLC-MS/MSを用いて表10に示す17種のジケトピペラジンの含有量を定量し、その総量を求めた。
高温高圧処理の条件を変える他は、実施例4と同様にして茶エキスを製造した。具体的には、植物体として、実施例4と同じの茶葉を同量用いた。前抽出を20倍量の水から30倍量の水に変えて3回繰り返して茶葉(茶滓)を得、実施例4と同様に酵素処理を行い、実施例4と同じ加熱処理装置を用いて表11に示す種々の加熱条件で加熱処理を行った。得られた茶エキスについて、実施例1と同様に、エキス中のジケトピペラジンの分析を行った。
市販のPET緑茶飲料450gに、実施例4で製造した茶エキスA及び/又は水を表12のとおり50gずつ添加して、全量500gのジケトピペラジン含有茶飲料を調製した。これら茶飲料について香味の官能評価を実施した。評価は、苦味を中心に総合的な好ましさで判断し、◎:香味が非常に良好、○:香味良好、△:飲用可能な香味、×やや飲用が困難な香味、××:飲用が非常に困難な香味の五段階で行った。
Claims (10)
- シクロアラニルグルタミン、シクロアラニルアラニン、シクロセリルチロシン、シクログリシルロイシン、シクログリシルトリプトファン、シクロバリルバリン、シクロトリプトファニルチロシン、シクロロイシルトリプトファン及びシクロフェニルアラニルフェニルアラニンのいずれか一以上を、10μg/100g/Bx以上の濃度で含有する、植物エキス。
- Bxあたりのジケトピペラジンの総量が、900μg/100g/Bx以上である、請求項1記載の植物エキス。
- 植物エキスが、茶エキス、大豆エキス又は麦芽エキスである、請求項1または2記載の植物エキス。
- タンパク質を含有する植物体に分解処理を施して植物性ペプチドを生成させ、この植物性ペプチドを液体中で高温高圧処理することにより得られる植物エキス。
- 植物性ペプチドを、液体中で高温高圧処理する工程を含む、シクロロイシルロイシン及びシクロロイシルフェニルアラニンを含むジケトピペラジンを高濃度に含有する植物エキスの製造方法。
- 高温高圧処理工程での加熱条件が、100〜170℃の液体中で30〜数時間である、請求項5に記載の製造方法。
- 植物性ペプチドがオリゴペプチドである、請求項5又は6に記載の製造方法。
- 植物性ペプチドが、植物由来のタンパク質又はタンパク質を含有する植物体に分解処理を施して得られたものである、請求項5〜7のいずれかに記載の製造方法。
- 分解処理が加熱処理または酵素処理である、請求項8に記載の製造方法。
- 分解処理が酵素処理であり、酵素がエンド型プロテアーゼである、請求項9記載の製造方法。
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