JPWO2021085643A1 - レバウディオサイドd含有晶析物の製造方法およびレバウディオサイドd含有晶析物 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]ステビア植物からの抽出物を粗精製して得られた粗精製物を用いる、レバウディオサイドD含有晶析物の製造方法であって、
前記粗精製物における総ステビオール配糖体含有量が50〜95質量%であり、且つ、前記粗精製物が少なくともレバウディオサイドAとレバウディオサイドDとを含有しており、
前記粗精製物を、レバウディオサイドDの10℃での過飽和度が10以上であり且つレバウディオサイドAの10℃での過飽和度が18以下になるように、メタノールまたはエタノールを含む溶媒中に混合して、晶析用溶液を調整する工程、並びに、
前記晶析用溶液を、攪拌しながら冷却し、レバウディオサイドDを析出させる工程を含むことを特徴とする、レバウディオサイドD含有晶析物の製造方法。
[2]前記総ステビオール配糖体が、レバウディオサイドA、レバウディオサイドB、レバウディオサイドC、レバウディオサイドD、ステビオシド、レバウディオサイドFおよびレバウディオサイドMである、上記[1]に記載の製造方法。
[3]前記粗精製物におけるレバウディオサイドAの含有量が5〜70質量%であり、かつ、レバウディオサイドDの含有量が2〜70質量%である、上記[1]または[2]に記載の製造方法。
[4]前記溶媒における前記メタノールまたはエタノールの濃度が99.9質量%以下である、上記[1]〜[3]のいずれかに記載の製造方法。
[5]前記粗精製物を混合する際に、前記溶媒が40〜80℃の温度に維持されている、上記[1]〜[4]のいずれかに記載の製造方法。
[6]種晶として、レバウディオサイドDを使用する、上記[1]〜[5]のいずれかに記載の製造方法。
[7]前記晶析用溶液を、攪拌しながら35℃以下の温度となるまで冷却し、レバウディオサイドDを析出させる、上記[1]〜[6]のいずれかに記載の製造方法。
[8]前記晶析用溶液を、攪拌しながら0.002〜1.37℃/分の速度で冷却し、レバウディオサイドDを析出させる、上記[1]〜[7]のいずれかに記載の製造方法。
[9]前記晶析用溶液を、1〜48時間の間攪拌しながら冷却し、レバウディオサイドDを析出させる、上記[1]〜[8]のいずれかに記載の製造方法。
[10]前記粗精製物が、
ステビア植物の乾燥葉を溶媒を用いて抽出して抽出物を得る、抽出工程、
前記抽出物を固液分離処理することで清澄液を得る、固液分離工程、
前記清澄液に凝集剤を添加して凝集させ、処理液を得る、凝集工程、
前記処理液を疎水性多孔質樹脂で処理する、樹脂精製工程、および
樹脂精製後の溶液を濃縮する、濃縮工程
を含む方法により得られたものである、上記[1]〜[9]のいずれかに記載の製造方法。
[11]さらに、析出したレバウディオサイドDと液相とを分離し、分離後のレバウディオサイドDを乾燥する工程を含む、上記[1]〜[10]のいずれかに記載の製造方法。
[12]さらに、
析出したレバウディオサイドDを分離し、乾燥して、一次晶析物を得る工程、
該一次晶析物を、レバウディオサイドDの10℃での過飽和度が10以上であり且つレバウディオサイドAの10℃での過飽和度が18以下になるように、メタノールまたはエタノールを含む溶媒中に混合して、一次晶析物溶解液を調整する工程、
前記一次晶析物溶解液を、攪拌しながら冷却し、レバウディオサイドDを析出させる工程、並びに、
析出したレバウディオサイドDを分離し、乾燥する工程
を含む、上記[1]〜[10]のいずれかに記載の製造方法。
[13]レバウディオサイドD含有晶析物における総ステビオール配糖体に対するレバウディオサイドDの割合が35〜95質量%である、上記[1]〜[12]のいずれかに記載の製造方法。
[14]レバウディオサイドD含有晶析物における総ステビオール配糖体に対するレバウディオサイドAの割合が10〜50質量%である、上記[13]に記載の製造方法。
[15]晶析回数を一回とした場合の、粗精製物中に含まれていたレバウディオサイドDに対する晶析したレバウディオサイドDの割合が、70〜99質量%である、上記[1]〜[14]のいずれかに記載の製造方法。
[16]上記[1]〜[15]のいずれかに記載の製造方法により製造された、レバウディオサイドD含有晶析物。
[17]上記[16]に記載のレバウディオサイドD含有晶析物を含む飲食品。
[18]飲料である、上記[17]に記載の飲食品。
本発明の製造方法には、ステビア植物の粗精製物を用いる。ステビア植物の粗精製物は市販品を用いてもよく、ステビア植物、特にステビア植物の葉からの抽出物を精製して得てもよい。また、粗精製物として、市販品や抽出物を粗精製して得たものに対し、さらにRebDを添加したものを用いてもよい。
ステビア植物からの抽出物を粗精製して粗精製物を得る場合、ステビア植物からの抽出物は、市販品を用いてもよく、ステビア植物、特にステビア植物の葉を抽出処理して得てもよい。粗精製物を得る好適な方法としては、
(A)ステビア植物の乾燥葉を溶媒を用いて抽出して抽出物を得る、抽出工程、
(B)抽出物を固液分離処理することで清澄液を得る、固液分離工程、
(C)清澄液に凝集剤を添加して凝集させ、処理液を得る、凝集工程、
(D)処理液を疎水性多孔質樹脂で処理する、樹脂精製工程、および
(E)樹脂精製処理後の溶液を濃縮する、濃縮工程、
を含む方法が挙げられる。以下、この方法を、本発明の粗精製方法と呼ぶことがある。各工程について以下に説明する。
本発明の粗精製方法の一態様には、ステビア植物の乾燥葉を水性溶媒を用いて抽出して抽出物(抽出液)を得ることが含まれる。本明細書において、ステビア植物の乾燥葉とは、ステビア植物の新鮮葉を乾燥させることにより含水量を減らしたものをいう。ステビア植物の乾燥葉の含水率は、好ましくは1〜10重量%、より好ましくは、2〜8重量%、特に好ましくは3〜4重量%である。ステビア植物の乾燥葉はステビオール配糖体が含まれていれば特に限定されないが、好ましくはRebDまたはレバウディオサイドM(RebM)の含有量が天然のステビア植物の乾燥葉よりも多いものが好ましい。そのようなステビア植物の乾燥葉は、例えば、国際公開第2019/074089号公報等に記載の方法で得ることができる。
本発明の粗精製方法の一態様においては、得られた抽出液を固液分離処理することで清澄液を得ることができる。固液分離処理としては、固体と液体が十分に分離されれば特に限定されないが、例えば、遠心分離器による処理や、メッシュによる処理、フィルタープレスによる処理が挙げられる。
固液分離処理は、複数の手段を用いてもよく、例えば、第1の固液分離処理の後に第2の固液分離処理を行って清澄液を得てもよい。
本発明の粗精製方法の一態様においては、固液分離処理によって得られた清澄液に凝集剤を添加させることで処理液を得ることができる。凝集剤としては、特に限定されず、公知の無機凝集剤や有機高分子凝集剤を用いることができる。本発明の他の態様において、凝集剤は、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化鉄(III)またはその水和物、合成高分子凝集剤(ポリアクリルアミド高重合体やポリアクリルアミドの部分加水分解物など)、アルギン酸、キチン、キトサン、水酸化カルシウムから選択される1つ以上である。凝集剤としてこれらの凝集剤の1つ以上が含まれていればよく、他の凝集剤がさらに含まれていてもよい。凝集剤は2種以上のものを組み合わせて使用してもよく、例えば、水酸化カルシウムと塩化鉄の組合せ、または水酸化カルシウムと塩化鉄とキトサンとの組み合わせなどで使用してもよい。
本発明の粗精製方法の一態様においては、凝集処理によって得られた処理液を疎水性多孔質樹脂で処理する。ステビオール配糖体は分子構造中に親水基と疎水基を持つ両親媒性であり、分子量は1,000前後である。また、pH2.5〜9.0において安定であり、酸性・塩基性でもイオン化はしないことが知られている。一方、凝集処理を経た処理液にはステビオール配糖体以外の成分も大量に含まれている。理論に拘束されるものではないが、そのような成分には、鉄イオンのように分子量がステビオール配糖体と異なる成分やアミノ酸のようにイオン化する成分があり、これらの成分を、疎水性多孔質樹脂の処理によって除去することができると考えられる。
樹脂精製処理を得た溶液は、更に濃縮処理を行って水性溶媒を除去してもよい。そのような処理は特に限定されないが、加熱によって水性溶媒を蒸発させることや、減圧乾燥によって水性溶媒を除去する方法などが挙げられる。
本発明の製造方法に用いられる粗精製物は、粗精製物の総重量に対して50〜95質量%の量の総ステビオール配糖体を含み、好適には、55〜95、60〜95、70〜95、80〜95、90〜95、50〜90、50〜80、50〜70、50〜65、50〜60、55〜90、55〜80、55〜70、55〜60、60〜70、60〜80、50〜94、55〜94、60〜94のいずれかの量(質量%)の総ステビオール配糖体を含む。
続いて、任意の容器、例えば、攪拌翼を備えた結晶缶に溶媒を入れ、粗精製物を溶媒中に混合し、晶析用溶液を調製する。このとき、RebAが結晶化しないように、RebAの過飽和度(10℃)を特定の範囲に設定しながら、RebDの過飽和度(10℃)を特定の範囲に設定する。そして、そのような過飽和度が達成されるような量で粗精製物を溶媒中に混合する。
なお、過飽和度(10℃)とは、10℃を基準温度とした場合の過飽和度を意味する。10℃の冷却を必須とする意図はない。
σ=(C−C*)/C*
式中、σは過飽和度を、Cは、溶媒に対する物質の添加量の占める割合(ppm)を、C*は飽和溶解濃度(ppm)を示す。
なお、本明細書において、Cを単に「物質の濃度」ではなく「溶媒に対する物質の添加量の占める割合」としたのは、添加した物質が完全溶解せず懸濁状態となる場合を想定してのことである。本明細書では、添加した物質の溶解の有無及びその程度によらず、添加量の溶媒に対する割合を過飽和度の基準とする。
また、本発明においては、種晶を使用する場合があるが、過飽和度の計算に、この種晶の添加量は含めないものとする。
Cs=Ws/Wth
式中、Wsは種晶量(単位:g)を、Wthは想定収量(単位:g)を示す。
Wth=(C−C*)/1,000,000×溶媒量
式中、Cは溶媒に対するRebDの添加量の占める割合(ppm)を、
C*は飽和溶解度(単位:ppm)を示す。
溶媒量の単位はmlである。
Cには種晶の量は含めない。
任意の結晶装置、例えば円筒回転式助晶機等の助晶機にて、晶析用溶液を攪拌しながら冷却し、RebDを析出させる。
析出したRebDを含む固体組成物と液相とを遠心分離や濾別等により分離し、分離後のRebDを乾燥する。分離手段は、固体と液体が十分に分離されれば特に限定されないが、例えば、遠心分離器による処理や、メンブレンフィルターによる処理、メッシュによる処理が挙げられる。分離後乾燥前に、必要に応じて、晶析に用いたのと同じ溶媒等でRebD結晶に少量噴霧して表面を洗浄してもよい。
固液分離処理後の母液は、RebA、RebM等の他の成分の晶析に利用してもよい。
二回晶析を行う場合、上述の粗精製工程〜析出工程までを実施し、析出したレバウディオサイドDを分離し、乾燥して、一次晶析物を得た後、上述した粗精製物に代えて一次晶析物をレバウディオサイドDの10℃での過飽和度が10以上であり且つレバウディオサイドAの10℃での過飽和度が18以下になるように、メタノールまたはエタノールを含む溶媒中に混合して、一次晶析物溶解液を調製し、上述した晶析用溶液に代えて一次晶析物溶解液を攪拌しながら冷却し、RebDを析出させ、析出したRebDを分離し、乾燥することで、RebD含有晶析物を得ることができる。二回晶析における手順や条件は、前述した晶析手順や晶析条件と同様にしてよい。その場合、上述の説明における「粗精製物」を「一次晶析物」に読み替えるものとする。
本発明の方法により得られるRebD含有晶析物(以下、本発明のRebD含有晶析物と呼ぶことがある。)は、RebDを多く含有している。好適には、本発明のRebD含有晶析物におけるTSGに対するRebDの割合(質量%)は、35〜99、45〜99、55〜99、65〜99、75〜99、85〜99、35〜89、35〜79、35〜69、35〜59、35〜95、45〜95、55〜95、65〜95、75〜95、85〜95、40〜99、50〜99、60〜99、70〜99、80〜99、90〜99、40〜99、40〜89、40〜79、40〜69、40〜59、50〜89、60〜79、40〜95、50〜95、60〜95、70〜95、80〜95、90〜95、40〜85、40〜75、40〜65、40〜55、50〜85、60〜75のいずれかである。
別の態様において、本発明のRebD含有晶析物におけるTSGの割合(質量%)は、好適には、50以上、60以上、70以上または75以上である。
核発生および結晶成長の現象において、過飽和度は非常に大きな影響を与える。そこで、ステビア葉の主成分であるRebAおよびターゲット成分であるRebDの各溶媒における溶解度を測定した。
具体的には、所定のエタノール濃度(w/w)の溶媒100mlを50mlまたは100mlガラス容器(セパラブル丸底フラスコ,東京理化器械株式会社)に入れ、ウォーターバス(PCC−7000、東京理化器械株式会社)であらかじめ所定の温度にした後、200rpmで攪拌(SPZ−100、東京理化器械株式会社)し、RebA(J−100、守田化学株式会社)またはRebD(Jining Renewal&Joint International、China)を過剰量(懸濁するまでの量)投入した。24時間後、0.45umメンブレンフィルターでろ液を獲得し、ろ液中に含まれるRebAまたはRebD量をLCMS(島津社製、LCMS8050)にて測定し、溶解度曲線を作成した。結果を図1に示す。図1によれば、10℃、90%エタノール溶媒におけるRebA及びRebDの飽和溶解濃度はそれぞれ、8,250ppmと99.3ppmであった。
本実験では、溶媒に対するRebDの割合がRebDの回収率に与える影響を確認した。
(晶析条件)
Initial Temp 45℃
End Temp 10℃
RebD Jining Renewal&
Joint Internation
al製
Agitation speed 100rpm
Cs=Ws/Wth
式中、Wsは種晶量(g)を、Wthは想定収量(g)を、Csは種晶添加率(単位無し)を示す。
Wth=(C−C*)/1,000,000×溶媒量
式中、Cは溶媒に対するRebDの添加量(種晶の量は除く)の占める割合(ppm)を、C*は飽和溶解度(ppm)を示す。溶媒量の単位はmlである。
次いで、固液分離を行って結晶を得た。固液分離に用いたフィルターは、アドバンテック製0.45umメンブレンフィルターであった。
その後、RebD結晶を99質量%エタノールにて洗浄した。洗浄後の結晶を50℃にて乾燥した。
本実験では、溶媒として用いるエタノールの濃度が、RebD晶析物のTSG(総ステビオール配糖体)組成および収量に与える影響を検討した。
次いで、下記温度プロファイルおよび攪拌条件にて冷却し、RebD結晶を晶析した。晶析には、セパラブル丸底フラスコ(東京理化器械株式会社製)を用いた。また、エタノールとしては、未変性アルコール99.9質量%グレードを用い、これに適宜水を添加してエタノール濃度を調整した。なお、溶媒に対するRebDの比率は0.25質量%、溶媒に対するTSGの比率は13.8質量%、RebAの過飽和度(10℃)σAは5.10(90.50質量%エタノール溶媒使用時)、RebDの過飽和度(10℃)σDは24.37(90.50質量%エタノール溶媒使用時)、σD/σAは4.78(90.50質量%エタノール溶媒使用時)であった。
なお、過飽和度の算出式は以下のとおりである。初期濃度(溶媒に対する物質の添加量の占める割合)に種晶量は含まない。
σ=(初期濃度−10℃での飽和溶解度)/(10℃での飽和溶解度)
その後、RebD結晶を99質量%エタノールにて洗浄した。洗浄後のRebD結晶を50℃にて乾燥し、RebD晶析物が得られた。
得られたRebD晶析物とろ液の配糖体比率をLCMS(島津社製、LCMS8050)にて分析した。結果を図3および図4に示す。
図4より、エタノール濃度が低い場合、結晶の析出が悪い傾向であったが、図3は、RebD純度はエタノール濃度にあまり影響を受けないことを示唆した。本実験で採用した溶媒に対するTSGの比率(13.8%)においては最適なエタノール溶媒濃度が存在することがわかった。
冷却速度は結晶核の出現および結晶成長に大きく影響を与える。例えば、冷却速度が速い場合に、初期の少ない核の状態から結晶成長する際、過飽和が消費しきれず、核発生が優位となることが多い。一方、温度降下が遅い場合、結晶成長が優位となる。しかし、その場合、過飽和の消費速度にもよるが晶析時間は長くなる傾向にある。
本実験では冷却速度のTSG組成および収量への影響を検討した。
晶析時間は結晶成長に大きな影響を与えると同時に精製工程全体のタイムサイクルに影響を与える。結果として、晶析時間はコストや製品特性(収量、純度等)にも影響を与える。そのため、本実験では、晶析時間のTSG組成および収量への影響を検討した。
本実験では、RebDの更なる高純度化を目指すべく、一次晶析物を用いて二次晶析の実施の是非を検討した。具体的には、実験例2〜5の結果を参考に、一次晶析条件を下記表のとおりに決定した。そして、表3の条件に代えて下記表の条件を採用した点以外は、実験例3と同様にして一次晶析を行い、RebD一次晶析物を得た。
本実験例では、一次晶析でRebDではなくRebAを晶析させる場合について検討した。
次いで、下記温度プロファイルおよび攪拌条件にて冷却し、RebA結晶を晶析した。晶析には、セパラブル丸底フラスコ(東京理化器械株式会社製)を用いた。また、エタノールとしては、未変性アルコール99.9質量%グレードを用いた。
次いで、固液分離を行ってRebA結晶を得た。固液分離に用いたフィルターは、アドバンテック製0.45umメンブレンフィルターであった。
その後、RebA結晶を99質量%エタノールにて洗浄した。洗浄後のRebA結晶を50℃にて乾燥した。
本実験では、研究室で行った小規模実験の結果得られた最適条件を採用してRebD晶析を行った。
次いで、下記温度プロファイルおよび攪拌条件にて冷却し、晶析した。晶析には、セパラブル丸底フラスコ(東京理化器械株式会社製)を用いた。また、エタノールとしては、未変性アルコール99.9質量%グレードを用い、これに適宜水を添加してエタノール濃度を調整した。
次いで、固液分離を行って結晶を得た。固液分離に用いたフィルターは、アドバンテック製0.45umメンブレンフィルターであった。
その後、結晶を99質量%エタノールにて洗浄した。洗浄後の結晶を50℃にて乾燥した。
ステビア植物の乾燥葉を用いて抽出操作を行い、得られた抽出物を固液分離操作に供した。乾燥葉において、TSGあたりの各ステビオール配糖体の割合(質量%)は、下記のとおりであった。本実験例で用いた乾燥葉中のTSGの含有量は、100g当たり11.8gであった。
攪拌機付き晶析用容器(容量1リットル)に、エタノール溶媒を投入し、加熱した。
エタノール溶媒の温度が約55℃になったところで、容器に粗精製物を投入した。
約350rpmで攪拌しながら、温度を下げた。このとき、冷却時間(すなわち11時間)−1時間(すなわち、10時間)で均等に冷却した。
晶析終了後、固液分離を行った。固液分離に用いたフィルターは、アドバンテック製0.45umメンブレンフィルターであった。
得られた結晶を60−70℃で乾燥した。
本実験は、エタノール溶媒中に多くのRebAが存在する場合、すなわち、RebAの過飽和度を高く設定した場合のRebD晶析について検討したものである。
ステビア乾燥葉(含水率:3〜4重量%)の15倍量(質量)のイオン交換水を60℃±5℃に加熱し、その水にステビア乾燥葉を浸した。その後、ニーダー抽出器(SKN−R100、三友機器株式会社製)で8rpmの撹拌棒で撹拌しながら60分間抽出を行った。次に、18メッシュと140メッシュのメッシュを通して濾過し、冷水を用いて熱交換器で冷却し、ろ液をディスク型遠心分離機(9150rpm(11601G)、24L/min)で固液分離して一次抽出液を得た。その間に、濾過後の葉を再び同じ条件下で抽出し、固液分離して透明な二次抽出液を得、一次抽出液に加えて、清澄液を得た。
清澄液中の可溶性固形分の16.16質量%に相当する量のCa(OH)2(Brix(可溶性固形分濃度)から計算)を清澄液に添加し、得られた混合液を15分間撹拌した。その後、清澄液中の可溶性固形分の28.28質量%に相当する量のFeCl3・6H2Oを添加し、混合液を30分間撹拌し、クエン酸でpHを7に調整した後、清澄液中の可溶性固形分(g)の5.63倍に相当する体積(mL)の0.5%(w/v)キトサン溶液を添加した。この混合液を3分間強く撹拌し、2分間弱く撹拌し、そして10分間放置した。その後、電気的に中性の凝固沈殿物を遠心分離によって除去した。その結果、清澄な処理液が得られた。
樹脂精製としては、(i)陰イオン交換樹脂を用いた精製と(ii)疎水性多孔質樹脂(イオン交換基の導入がなされていないもの)を用いた精製とを行った。
(i)陰イオン交換樹脂を用いた精製
カラムに高多孔質の塩基性陰イオン交換樹脂(三菱ケミカル社製)を充填し、そのカラムに凝集分離後の処理液を投入して精製を行った。凝集分離後の処理液をカラムに投入したのに次いでカラムの容積の2倍量のイオン交換水で押し出し、精製されたステビオール配糖体組成物を含む溶液を回収した。この精製により、処理液中の黒色不純物や着色成分が除去された。
カラムに疎水性多孔質樹脂(三菱ケミカル社製)を充填し、そのカラムに(i)陰イオン交換樹脂を用いた精製後の試料を投入して精製を行った。疎水性多孔質樹脂としては、スチレンとジビニルベンゼンとの共重合体であって、イオン交換基を持たないものであり、最頻度細孔半径が45Åのものを用いた。上記(i)の精製後の溶液をカラムに投入後、カラムの容積の3倍量の0.01Mクエン酸水溶液、カラムの容積の3倍量の0.01M水酸化ナトリウム水溶液を用いてカラムを洗浄した。その後、カラムの容積の4倍量の60%エタノール水溶液でステビオール配糖体組成物を溶出し、回収した。
遠心式薄膜真空蒸発装置エバポール(大川原製作所製)を用いて、溶液を蒸発濃縮しながらエタノールを除去した。蒸発濃縮処理後も水が残存しており、組成物は液状であった。
RebA純度、RebD純度は、島津社製、LCMS8050により測定し、TSGに対する割合(w/w)で表す。
過飽和度の計算式は前述のとおりである。過飽和度の算出にあたり、RebAとRebDの飽和溶解度(90質量%EtOH、10℃)は、それぞれ以下のとおりであった。
RebA=8270.5ppm
RebD=99.33ppm
RebA単位工程収率は、晶析に用いた原料中のRebA量に対する、晶析物中に含まれるRebA量の割合を示す。RebD単位工程収率も同様である。
本実験は、晶析用の溶媒としてエタノール溶媒を使用したときに、メタノール溶媒使用時に比べてRebD晶析物の組成に変化が起こるかを検討したものである。
1.抽出・固液分離
ステビア乾燥葉(含水率:9〜11重量%)の15倍量(質量)の水を60〜65℃に加熱し、その水にステビア乾燥葉を浸した。その後、攪拌槽(容積:400L)において攪拌羽(半径27cm×2枚×2段)を用いて75rpmで撹拌しながら60分間抽出を行った。次に、ステビア乾燥葉と水の混合物を、直径95cmのブフナー漏斗にセットした100メッシュのナイロン製メッシュに通して濾過し、珪藻土(セライト503)を加え、フィルタープレスでろ過し、精密濾過膜(孔径:10μm)でろ過することで固液分離して一次抽出液を得た。その間に、濾過後の葉を再び同じ条件下で抽出し、固液分離して透明な二次抽出液を得、一次抽出液に加えて、清澄液を得た。
清澄液中の可溶性固形分の16.16質量%に相当する量のCa(OH)2(Brix(可溶性固形分濃度)から計算)を清澄液に添加し、得られた混合液を15分間撹拌した。その後、清澄液中の可溶性固形分の28.28質量%に相当する量のFeCl3・6H2Oを添加し、混合液を30分間撹拌し、クエン酸でpHを7に調整した後、清澄液中の可溶性固形分(g)の5.63倍に相当する体積(mL)の0.5%(w/v)キトサン溶液を添加した。この混合液を3分間強く撹拌し、2分間弱く撹拌し、そして10分間放置した。その後、電気的に中性の凝固沈殿物を遠心分離によって除去した。その結果、清澄な処理液が得られた。
樹脂精製としては、(i)陰イオン交換樹脂を用いた精製と(ii)疎水性多孔質樹脂(イオン交換基の導入がなされていないもの)を用いた精製とを行った。
(i)陰イオン交換樹脂を用いた精製
カラムに高多孔質の塩基性陰イオン交換樹脂(三菱ケミカル社製)を充填し、そのカラムに凝集分離後の処理液を投入して精製を行った。凝集分離後の処理液をカラムに投入したのに次いでカラムの容積の2倍量のイオン交換水で押し出し、精製されたステビオール配糖体組成物を含む溶液を回収した。この精製により、処理液中の黒色不純物や着色成分が除去された。
カラムに疎水性多孔質樹脂(三菱ケミカル社製)を充填し、そのカラムに(i)陰イオン交換樹脂を用いた精製後の試料を投入して精製を行った。疎水性多孔質樹脂としては、スチレンとジビニルベンゼンとの共重合体であって、イオン交換基を持たないものであり、最頻度細孔半径が45Åのものを用いた。上記(i)の精製後の溶液をカラムに投入後、カラムの容積の3倍量の0.01Mクエン酸水溶液、カラムの容積の3倍量の0.01M水酸化ナトリウム水溶液を用いてカラムを洗浄した。その後、カラムの容積の6倍量の60%エタノール水溶液でステビオール配糖体組成物を溶出し、回収した。
遠心式薄膜真空蒸発装置エバポール(大川原製作所製)を用いて、溶液を蒸発濃縮しながらエタノールを除去した。次いで、エバポレーターを用い、2段階に分けて濃縮を実施しエタノールを除去した。蒸発濃縮処理後も水が残存しており、組成物は液状であった。
セパラブルフラスコに、エタノール溶媒を投入し、加熱した。
エタノール溶媒の温度が約71℃になったところで、容器に粗精製物と種晶を投入した。なお、RebDの過飽和度(10℃)は162.854、RebAの過飽和度(10℃)は0.793であった。
攪拌しながら、温度を下げた。
晶析終了後、固液分離を行った。固液分離に用いたフィルターは、アドバンテック製0.45umメンブレンフィルターであった。
得られた結晶を60−70℃で乾燥した。
なお、種晶添加率(Cs)は0.08であった。
Claims (18)
- ステビア植物からの抽出物を粗精製して得られた粗精製物を用いる、レバウディオサイドD含有晶析物の製造方法であって、
前記粗精製物における総ステビオール配糖体含有量が50〜95質量%であり、且つ、前記粗精製物が少なくともレバウディオサイドAとレバウディオサイドDとを含有しており、
前記粗精製物を、レバウディオサイドDの10℃での過飽和度が10以上であり且つレバウディオサイドAの10℃での過飽和度が18以下になるように、メタノールまたはエタノールを含む溶媒中に混合して、晶析用溶液を調整する工程、並びに、
前記晶析用溶液を、攪拌しながら冷却し、レバウディオサイドDを析出させる工程を含むことを特徴とする、レバウディオサイドD含有晶析物の製造方法。 - 前記総ステビオール配糖体が、レバウディオサイドA、レバウディオサイドB、レバウディオサイドC、レバウディオサイドD、ステビオシド、レバウディオサイドFおよびレバウディオサイドMである、請求項1に記載の製造方法。
- 前記粗精製物におけるレバウディオサイドAの含有量が5〜70質量%であり、かつ、レバウディオサイドDの含有量が2〜70質量%である、請求項1または2に記載の製造方法。
- 前記溶媒における前記メタノールまたはエタノールの濃度が99.9質量%以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記粗精製物を混合する際に、前記溶媒が40〜80℃の温度に維持されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の製造方法。
- 種晶として、レバウディオサイドDを使用する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記晶析用溶液を、攪拌しながら35℃以下の温度となるまで冷却し、レバウディオサイドDを析出させる、請求項1〜6のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記晶析用溶液を、攪拌しながら0.002〜1.37℃/分の速度で冷却し、レバウディオサイドDを析出させる、請求項1〜7のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記晶析用溶液を、1〜48時間の間攪拌しながら冷却し、レバウディオサイドDを析出させる、請求項1〜8のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記粗精製物が、
ステビア植物の乾燥葉を溶媒を用いて抽出して抽出物を得る、抽出工程、
前記抽出物を固液分離処理することで清澄液を得る、固液分離工程、
前記清澄液に凝集剤を添加して凝集させ、処理液を得る、凝集工程、
前記処理液を疎水性多孔質樹脂で処理する、樹脂精製工程、および
樹脂精製後の溶液を濃縮する、濃縮工程
を含む方法により得られたものである、請求項1〜9のいずれか一項に記載の製造方法。 - さらに、析出したレバウディオサイドDと液相とを分離し、分離後のレバウディオサイドDを乾燥する工程を含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の製造方法。
- さらに、
析出したレバウディオサイドDを分離し、乾燥して、一次晶析物を得る工程、
該一次晶析物を、レバウディオサイドDの10℃での過飽和度が10以上であり且つレバウディオサイドAの10℃での過飽和度が18以下になるように、メタノールまたはエタノールを含む溶媒中に混合して、一次晶析物溶解液を調整する工程、
前記一次晶析物溶解液を、攪拌しながら冷却し、レバウディオサイドDを析出させる工程、並びに、
析出したレバウディオサイドDを分離し、乾燥する工程
を含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の製造方法。 - レバウディオサイドD含有晶析物における総ステビオール配糖体に対するレバウディオサイドDの割合が35〜95質量%である、請求項1〜12のいずれか一項に記載の製造方法。
- レバウディオサイドD含有晶析物における総ステビオール配糖体に対するレバウディオサイドAの割合が10〜50質量%である、請求項13に記載の製造方法。
- 晶析回数を一回とした場合の、粗精製物中に含まれていたレバウディオサイドDに対する晶析したレバウディオサイドDの割合が、70〜99質量%である、請求項1〜14のいずれか一項に記載の製造方法。
- 請求項1〜15のいずれか一項に記載の製造方法により製造された、レバウディオサイドD含有晶析物。
- 請求項16に記載のレバウディオサイドD含有晶析物を含む飲食品。
- 飲料である、請求項17に記載の飲食品。
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