WO2014080666A1 - ジテルペン化合物、美白剤およびジテルペン化合物の製造方法 - Google Patents

ジテルペン化合物、美白剤およびジテルペン化合物の製造方法 Download PDF

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yeast
solvent
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金 辰彦
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株式会社シャローム
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    • C12P5/007Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons containing one or more isoprene units, i.e. terpenes

Definitions

  • the present invention relates to a novel diterpene compound, a whitening agent containing the novel diterpene compound as an active ingredient, and a method for producing the diterpene compound.
  • the color of the skin depends on the melanin pigment present in the skin. Stains, freckles, and pigmentation after sunburn are thought to occur as a result of deposition of excessive melanin pigments on the epidermis by ultraviolet rays or the like.
  • tyrosinase acts on tyrosine in melanocytes, it changes to dopa, dopaquinone, dopachrome, and indolequinone, and finally oxidizes and polymerizes to form a brownish melanin. For this reason, as a component that suppresses the generation of stains and buckwheat itself in the body, it is considered to inhibit the melanin production process, or to lighten or bleach the produced melanin.
  • Patent Document 1 containing 1-ene-3-ol as a partial structure, and manur as a starting material.
  • 13-oxo-14,15-dinol-8- (17) -labdane (Patent Document 2) and the like are used as melanin production inhibitors.
  • Stevia extract contains a whitening component (Patent Document 3).
  • Stevia is a perennial plant belonging to the genus Stevia from South America. It contains steviol glycosides with a sweetness of 300 times that of sucrose as a sweetening ingredient. It is a plant that has been used.
  • the steviol glycoside contains components such as stevioside, rebaudioside A, rebaudioside C, and zulcoside A.
  • the tyrosinase activity inhibition rate of the stevia leaf (dried product) water extract, 50% ethanol extract and ethanol extract was evaluated, and the tyrosinase activity inhibition rate was about 50 to 58%, respectively. It is disclosed that it is excellent in safety and whitening action.
  • a whitening cosmetic product composed of Sophoraflavanone G, Centaureidine and ascorbic acid (Patent Document 5).
  • Centauridine can be extracted from stevia, yarrow, yacon, etc., and 1.6 g of amorphous containing centerureidine is obtained from 5 kg of stevia rhizomes.
  • the above-mentioned whitening cosmetic has the effect of increasing the melanin production inhibitory action of ascorbic acids by using centaureidine and sophoraflavanone G, preventing and improving pigment abnormalities associated with inflammation, and after the inflammation has subsided as a secondary effect The skin surface condition can also be improved significantly.
  • Japanese Patent No. 3236130 Japanese Patent No. 4235602
  • Japanese Patent Laid-Open No. 9-77636 JP 11-335233 A Japanese Patent No. 4471722
  • the effect of inhibiting melanin synthesis by the above-mentioned kojic acid, ellagic acid, etc. is extremely low.
  • the content is increased in order to obtain a sufficient effect, there may be a limit of blending due to solubility or the like.
  • the component described in patent document 1 and patent document 2 is a synthetic product. Whitening ingredients and the like act on human skin, and it is preferable to use ingredients derived from natural products and to be excellent in safety.
  • Patent Document 3 calculates the tyrosinase activity inhibition rate using the lyophilized product of the ethanol extract as it is, and no compound is specified. Further, Patent Document 4 does not teach a specific compound. Therefore, development of a new compound having an excellent whitening effect is desired.
  • Patent Document 5 is characterized by the effect produced by the composite component by combining centauridine extracted from stevia, sophoraflavanone G extracted from legumes, and melanin production inhibitory action by ascorbic acid.
  • components such as centaureidine alone do not have an inhibitory effect on melanin production. Therefore, it is desired to develop a novel compound having a whitening effect alone.
  • the whitening agent is used in various fields as basic cosmetics and makeup cosmetics and can be stably supplied. Therefore, development of an inexpensive manufacturing method is desired.
  • an object of the present invention is to provide a novel compound that is excellent in safety and whitening effect.
  • Another object of the present invention is to provide a whitening agent containing a novel compound having an excellent whitening effect as an active ingredient.
  • an object of the present invention is to provide a method for producing a novel compound having an excellent whitening effect.
  • the present inventors have examined Stevia plants in detail, and that the fermented liquid obtained by fermenting Stevia plants with yeast contains components different from Stevia plants, and that the Stevia yeast fermented liquid has extremely high melanin production.
  • a diterpene compound exhibiting an inhibitory effect was included, and the compound was found to have low cytotoxicity and can be used as a whitening agent, thereby completing the present invention.
  • the present invention provides a diterpene compound represented by the following formula (VII) or a medically acceptable salt thereof.
  • the present invention also provides a whitening agent comprising as an active ingredient a diterpene compound represented by the above formula (VII) or a medically acceptable salt thereof.
  • the present invention is to prepare a Stevia yeast fermentation product by fermenting a Stevia plant or Stevia plant extract with yeast, and recovering the diterpene compound represented by the above formula (VII) from the Stevia yeast fermentation product.
  • the present invention provides a method for producing the diterpene compound.
  • a novel diterpene compound represented by the above formula (VII) is provided.
  • the said compound is excellent in the melanin production inhibitory effect, and can be used as a whitening agent.
  • Example 1 it is a figure explaining the isolation
  • the first of the present invention is a diterpene compound represented by the following formula (VII) or a medically acceptable salt thereof.
  • “medically acceptable salt” refers to a salt form that is a compound of the present invention that is pharmacologically acceptable and substantially non-toxic to an administered subject.
  • the pharmaceutically acceptable salts of the diterpene compounds include conventional stoichiometric acid addition salts or base addition salts formed from suitable non-toxic organic or inorganic acids or inorganic bases. Suitable inorganic acids are, for example, halogen acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid or phosphoric acid.
  • Suitable organic acids are, for example, carboxylic acids, phosphonic acids or sulfonic acids, such as acetic acid, propionic acid, glycolic acid, lactic acid, hydroxybutyric acid, malic acid, maleic acid, malonic acid, salicylic acid, fumaric acid, ⁇ Acids, adipic acid, tartaric acid, citric acid, glutaric acid, 2- or 3-glycerophosphoric acid, and other mineral acids well known to those skilled in the art.
  • the salt is prepared by contacting the free base form with a sufficient amount of the desired acid to produce the salt in the conventional manner.
  • Compounds containing acidic substituents can also form salts with inorganic or organic bases.
  • suitable bases for forming salts include, but are not limited to, inorganic bases such as alkali or alkaline earth metal (eg, sodium, potassium, lithium, calcium, or magnesium) hydroxides, and ammonium water. There are those derived from oxides (eg, quaternary ammonium hydroxides such as tetramethylammonium hydroxide). Also contemplated are salts formed with pharmaceutically acceptable amines such as ammonia, alkylamines, hydroxyalkylamines, N-methylglucamine, benzylamine, piperidine, and pyrrolidine. Certain compounds are acidic, such as compounds having a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group. Phenol salts can be made by heating acidic compounds with any of the bases described above by procedures well known to those skilled in the art.
  • inorganic bases such as alkali or alkaline earth metal (eg, sodium, potassium, lithium, calcium, or magnesium) hydroxides, and ammonium water. There are those
  • the above compound can be produced by chemical synthesis, but can be extracted from, for example, a fermented yeast product of Stevia plant.
  • stevia plant extracts obtained by extracting steviol glycosides and the like from stevia plants in advance with a solvent such as water may be used. That is, in the second aspect of the present invention, a stevia plant or a stevia plant extract is fermented with yeast to prepare a stevia yeast fermentation product, and the diterpene compound represented by the above formula (VII) is prepared from the stevia yeast fermentation product. It collect
  • Yeast is a microorganism that discharges alcohol and carbon dioxide from sugar, and this action is used to produce alcoholic beverages such as sake, beer, wine, fermented foods such as miso, soy sauce, cheese, kimchi, and bread.
  • a yeast fermented liquid obtained by fermenting a stevia plant with yeast was analyzed in detail.
  • the diterpene compound represented by the above formula (VII) which is a component that does not exist in the stevia plant and has an excellent whitening effect, is obtained.
  • yeast it is preferable to use Saccharomyces.
  • Stevia plant (scientific name: Stevia rebaudiana) used in the present invention is a perennial plant belonging to the genus Stevia, which is native to South America. Terpenoid glycosides such as stevioside and rebaudioside A extracted from stevia plants are used as sweeteners and are currently cultivated in Asia such as Japan, China and Korea. In the present invention, in particular, SteviaaudiRebaudiana Bertoni and its related plants can be preferably used. Stevia plants that can be used include Stevia plant stems, leaves, whole plants before buds, mature plant roots and flowers.
  • the “stevia plant extract” to be fermented is an extract obtained by extracting a specific component from a stevia plant with water or other solvent.
  • Stevia plants include steviol glycosides that can be used as sweeteners, and include crude steviol glycosides obtained by extracting steviol glycosides from stevia plants with water at high concentrations.
  • such a crude steviol glycoside can be used as a stevia plant extract.
  • the diterpene compound can be recovered from the fermented product.
  • the above-mentioned stevia plant can be used as it is, harvested at a proper time, or can be used after harvesting.
  • the dried product is excellent in storage stability and is suitable. Fermentation is started when a dried stevia plant is cut into a predetermined size, pulverized or otherwise chopped or crushed, and yeast is added and stirred. It is preferable that a stevia plant selects and uses a leaf part and a stem part.
  • a dried product in the case of using a dried product as a raw material, it can be carried out by adding water and yeast to a finely chopped or pulverized dry stevia powder, stirring the mixture, and allowing it to stand.
  • the amount of water to be added is sufficient as long as it is necessary for fermentation, and an amount sufficient to wet the whole is sufficient.
  • Stevia plants before fermentation have sweetness due to terpenoid glycosides, but the sweetness disappears as fermentation progresses.
  • the disappearance of sweetness is taken as a measure of the end of fermentation. Such disappearance of sweetness is 2-3 weeks at room temperature.
  • it may be added during the fermentation.
  • the yeast is added to the stevia plant for fermentation, and the dried stevia plant is crushed and boiled and extracted, or the soaking solution obtained by immersing in warm water, from the stevia plant
  • a predetermined fraction extracted with water or other solvent may be used as a stevia plant extract, and the yeast may be added to this and fermented. Again, the end of fermentation can be confirmed by the disappearance of sweetness.
  • Stevia yeast fermented product contains yeast, but the activity of the yeast can be stopped by drying it. Drying is preferably performed at a temperature in the range of 5 to 35 ° C. by air drying, natural drying or the like. Degradation, alteration, etc. of the compound contained in the stevia yeast fermented product can be avoided.
  • Stevia yeast fermented product contains the diterpene compound of the present invention.
  • the extraction solvent for the diterpene compound either a polar solvent or a nonpolar solvent can be used, or a mixture of these can be used.
  • the extraction solvent include water, alcohols which may have 1 to 12 carbon atoms such as methanol, ethanol, propanol and butanol, polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol and butylene glycol, Ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, esters such as methyl acetate and ethyl acetate, ethers such as tetrahydrofuran and diethyl ether, polyethers such as polyethylene glycol, halogenated carbons such as dichloromethane, chloroform and carbon tetrachloride, hexane , Hydrocarbons such as cyclohexane and petroleum ether, aromatic hydrocarbons such as benzene and tol
  • alcohol a monohydric alcohol having 1 to 5 carbon atoms is preferable.
  • ethanol is particularly preferable.
  • the alcohol may be a hydrous alcohol containing water.
  • the alcohol concentration is preferably 30 to 99 (v / v)%, more preferably 50 to 90 (v / v)%.
  • 0.1 to 100 parts by mass, preferably 1 to 50 parts by mass of a solvent is added to 1 part by mass (dry weight) of the above stevia yeast fermented product, and the temperature is 5 to 35 ° C. Soaking for 3 to 30 days is preferred.
  • the solid and the extract After being immersed in alcohol or hydrous alcohol, the solid and the extract are separated by centrifugation or filtration.
  • the diterpene compound of the present invention is contained in the extract.
  • the solvent of the extract can be removed, and liquid-liquid distribution, column chromatography, liquid chromatography, gel filtration, activated carbon treatment, precision distillation, etc. can be performed alone or in combination. These can be appropriately selected depending on the type of extraction solvent used and the like. Since the diterpene compound is a lipophilic component, the diterpene compound can be efficiently isolated by extracting using a lipophilic solvent in which the diterpene compound can be dissolved and purifying the extract.
  • lipophilic solvents in which such diterpene compounds can be dissolved include halogenated carbons such as dichloromethane, chloroform and carbon tetrachloride, hydrocarbons such as hexane, cyclohexane and petroleum ether, and aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene.
  • chloroform can be preferably used. This is because solvent extraction can be applied to a large volume and is excellent in the recovery rate of the diterpene compound.
  • the lipophilic solvent extract can be used as a lipophilic fraction after removing the solvent. However, the lipophilic solvent extract may be washed with water and then the lipophilic solvent may be removed to obtain a lipophilic fraction.
  • lipophilic solvent 100 parts by mass of the lipophilic solvent, water, alcohols having 1 to 3 carbon atoms such as methanol and ethanol, polyhydric alcohols such as ethylene glycol, and ketones such as acetone and methyl ethyl ketone.
  • a lipophilic solvent-hydrophilic solvent mixture in which esters such as methyl acetate and ethyl acetate, ethers such as tetrahydrofuran and diethyl ether, mixtures thereof, and other hydrophilic solvents are added in an amount of 60 to 100 parts by volume. It can also be extracted. Lipophilic solvent and hydrophilic solvent may be separated into two layers by standing after mixing.
  • the target product is transferred to the lipophilic solvent layer.
  • acetic acid and other water-soluble components contained in the stevia yeast fermented product can be transferred to the hydrophilic solvent layer.
  • lipophilic solvents include chloroform
  • hydrophilic solvents include water and methanol.
  • a mixture of chloroform and water mixed at 9: 3.5 to 5 (volume ratio) is separated into a chloroform layer and an aqueous layer when left after extraction, so that the target component is recovered in the chloroform layer and hydrophilic.
  • the solvent can be transferred to the aqueous layer and can be easily separated from the water-soluble component.
  • the novel diterpene compound of the present invention can be recovered from the lipophilic fraction by a known method.
  • the diterpene compound is separated from other components based on the difference in polarity by silica gel column chromatography or reverse phase column, or separated by molecular weight, or a plurality of solvents having different solubility are used. Purification by differences in solubility can also be performed. Since the diterpene compound of the present invention is excellent in the melanin production inhibitory effect, the presence or absence of impurities is confirmed by TLC or the like for each fraction, and simultaneously the melanin production inhibitory effect is evaluated, and the target component is purified using this as an index. Can do.
  • the third of the present invention is a whitening agent containing a diterpene compound represented by the above formula (VII) as an active ingredient.
  • the diterpene compound which concerns on 1st invention of this invention is excellent in the melanin production inhibitory effect as shown in the Example mentioned later, and its cytotoxicity is low. For this reason, the said compound can be used as a melanin production inhibitor and a whitening agent.
  • the whitening agent of the present invention may be administered orally including oral administration, sublingual administration, etc. in addition to transdermal administration such as application.
  • Examples of external dosage forms of whitening agents include ointments, liquids, sprays, plasters, fats and oils, and powders.
  • the whitening agent may be a basic cosmetic such as lotion, milky lotion, cream or pack, a makeup base such as a makeup base, sunscreen, foundation or fun, or a detergent such as shampoo or face wash.
  • the blending amount of the diterpene compound with respect to these whitening agents can be appropriately selected depending on the base material, but is 0.000001 to 20% by mass, preferably 0.00001 to 10% by mass, more preferably 0.0001 to 5% by mass. Particularly preferably, the content is 0.0001 to 3% by mass.
  • the components blended in the whitening agent such as normal cosmetics, quasi-drugs, and pharmaceuticals can be blended according to the dosage form and the like.
  • Such ingredients include preservatives such as methyl paraoxybenzoate, propyl paraoxybenzoate, phenoxyethanol, thymol, antibiotics such as sodium bisulfite, ascorbic acid, tocopherol, dibutylhydroxytoluene, sodium edetate hydrate, and benzotriazole.
  • Surfactant such as oxidizing agent, glyceryl monostearate, sorbitan monostearate, polyoxyethylene hydrogenated castor oil 60, polysorbate 60, citric acid hydrate, sodium citrate hydrate, yeast, diisopropanolamine, acetic acid, Examples include pH adjusters such as sodium acetate hydrate, humectants, thickeners, inorganic fillers, colorants, fragrances, ultraviolet absorbers, cell activators, various skin nutritional ingredients, and the like. Other base materials and the like can be appropriately added to prepare any of external solutions, external solids, sprays, ointments, creams, gels, patches, and others.
  • Example 1 (1) Preparation of Stevia Fermented Yeast Stevia Plant Stevia (Stevia rebaudiana) produced in Hokkaido, Japan was dried and crushed to about 1 cm or less. Fermentation was started when 45 g of yeast (Saccharomyces) and 4,500 g of water were added to 2,000 g of ground Stevia plant and stirred at a temperature of 25 to 35 ° C. This was left to stand at a temperature of 25 to 35 ° C. for 14 days for fermentation. The sweetness disappeared from the fermented product, and this was regarded as the end of fermentation. The fermented product was dried at a temperature of 25 to 35 ° C. for 10 days to stop yeast fermentation.
  • yeast Sacharomyces
  • the fraction d (1,784 mg) was separated into 6 fractions by silica gel column chromatography shown in the following separation condition (2).
  • As an eluent 700 mL of each solvent was sequentially passed through the column, and 150 mL was fractionated. .
  • Example 2 About the compound obtained in Example 1, according to the following measuring method, according to the calculation method of the melanin production amount per cell number and the melanin production rate with respect to a control
  • the calculation method of the melanin production amount per cell number and the melanin production rate with respect to the control was as follows.
  • the medium of B16 mouse melanoma cells cultured overnight in a 6-well plate was removed, and 10% -FBS-DMEM medium (for sample lysis) containing theophylline (final concentration 10 mM) and a sample of the target concentration in each well. 2 mL of DMSO was added in a final concentration of 0.1%). After culturing at 37 ° C. in the presence of 5% CO 2 for 72 hours, the medium was removed, and the cells were rinsed twice with a pH 7.4 isotonic phosphate buffer (PBS).
  • PBS pH 7.4 isotonic phosphate buffer
  • Each well was treated with trypsin by adding 200 ⁇ l of a 0.25% trypsin-EDTA solution, and 1 ml of the medium was added to collect the entire amount in a 15 ml centrifuge tube.
  • the cell solution is centrifuged at 1000 rpm for 5 minutes, 2 ml of PBS is added to the cells from which the supernatant has been removed, and resuspended. Was used to count the number of cells.
  • the remaining cell solution was centrifuged again under the same conditions, the supernatant was removed, 1 ml of 1M NaOH was added, and the mixture was treated in an 80 ° C. water bath for 1 hour.
  • the absorbance at the concentration of the cell lysate was measured at a wavelength of 475 nm using Immuno Mini NJ-2300 (manufactured by Cosmo Bio Corporation), and the amount of melanin production per cell number was calculated.
  • synthetic melanin manufactured by Sigma-Aldrich Corporation
  • analysis of variance (ANOVA) and multiple comparison test (Dunnet method) were used.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are possible. Moreover, it is also possible to freely combine the constituent elements of the above-described embodiments.
  • the present invention is based on Japanese Patent Application No. 2012-257994 filed on November 26, 2012. The specification, claims, and entire drawings of Japanese Patent Application No. 2012-257994 are incorporated herein by reference.
  • the novel diterpene compound of the present invention has a lower melanin production rate than kojic acid, which is known as a melanin production inhibitor, can exhibit an excellent whitening effect, and is excellent in safety because it is derived from a natural product.

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Abstract

 下記式(VII)で示されるジテルペン化合物は、美白効果に優れる新規ジテルペン化合物である。本発明は新規ジテルペン化合物に基づく美白剤および新規ジテルペン化合物の製造方法を提供する。ステビア植物またはステビア植物抽出物を酵母菌発酵してステビア酵母菌発酵物を調製することができ、当該化合物は、美白剤として使用することができる。

Description

ジテルペン化合物、美白剤およびジテルペン化合物の製造方法
 本発明は、新規ジテルペン化合物、新規ジテルペン化合物を有効成分とする美白剤、および前記ジテルペン化合物の製造方法に関する。
 皮膚の色は、皮膚中に存在するメラニン色素に依存する。しみ、そばかすや日焼け後の色素沈着は、紫外線などにより過剰に生成されたメラニン色素が表皮に沈着した結果、生じるものと考えられている。メラノサイトにあるチロシンにチロシナーゼが作用するとドーパ、ドーパキノン、ドーパクロム、インドールキノンへと変化し、最終的には酸化、重合して黒褐色のメラニンとなる。このため、体内でのシミ、ソバカスの生成自体を抑制する成分として、メラニン生成過程を阻害し、または生成したメラニンを淡白化したり漂白することが考えられている。チロシナーゼ活性を阻害するものとしてコウジ酸、エラグ酸、グルタチオンなどの硫黄化合物やハイドロキノン製剤が、生成したメラニンを淡白化したり漂白するものとして過酸化水素やアスコルビン酸やその誘導体が知られている。その他、メラニン産生抑制作用を有するものとして、1-ene-3-olを部分構造として含有するネロリドール、イソフィトール、ゲラニルリナロールなどの化合物(特許文献1)や、マヌールを出発物質として合成される13-オキソ-14,15-ジノール-8-(17)-ラブダン(特許文献2)などがメラニン産生抑制剤として使用されている。
 一方、ステビア抽出物に美白成分が含まれるとの報告がある(特許文献3)。ステビアは、南アメリカ原産のキク科ステビア属の多年草であり、甘味成分として、ショ糖の300倍の甘味度を有するステビオール配糖体を含み、砂糖の代わりとしてダイエット用食品や糖尿病患者用メニューなどに使用されている植物である。前記ステビオール配糖体には、ステビオサイド、レバウディオサイドA、レバウディオサイドC、及びズルコサイドA等の成分が含有される。特許文献3では、ステビアの葉(乾燥品)の水抽出分、50%エタノール抽出分およびエタノール抽出分のチロシナーゼ活性阻害率を評価し、それぞれチロシナーゼ活性阻害率が約50~58%であり、皮膚に対する安全性および美白作用に優れている、と開示する。
 また、ステビアの抽出物を含有するメラニン生成抑制剤もある(特許文献4)。ステビアの葉および茎の粉砕物を50%エタノール溶液で抽出して得た抽出液のメラニン生成抑制率を評価したところ約20%であり、この抑制効果は、メラニン生成抑制率が約10%のコウジ酸よりも優れるという。
 更に、ソフォラフラバノンGとセンタウレイジンとアスコルビン酸とからなる美白化粧品もある(特許文献5)。センタウレイジンは、ステビアやヤロー、ヤーコンなどから抽出できるとし、ステビアの根茎5kgからセンタウレイジンを含有するアモルファスを1.6g得ている。上記美白化粧品は、センタウレイジンとソフォラフラバノンGとによって、アスコルビン酸類のメラニン産生抑制作用を高め、炎症に伴う色素異常を予防、改善する効果を有し、副次的効果として炎症が鎮静した後、皮膚表面状態も著しく改善しうるという。
特許第3236130号公報 特許第4235602号公報 特開平9-77636号公報 特開平11-335233号公報 特許第4471722号公報
 しかし、上記したコウジ酸、エラグ酸などによるメラニン合成抑制効果は極めて低い。十分な効果を得るために含有量を高めると、溶解度などによる配合の限界が存在する場合がある。また、特許文献1、特許文献2に記載される成分は合成品である。美白成分などはヒトの肌に作用するものであり、天然物由来の成分を使用し安全性に優れることが好ましい。
 そこで安全性を確保するため可食可能なステビアに着目したところ、前記特許文献3や特許文献4にあるように、ステビア乾燥葉のエタノール抽出物におけるチロシナーゼ活性阻害作用は公知である。ここに、皮膚などに直接塗布する外用剤に使用する場合は、他の夾雑物を含まない純粋な成分を使用することが好ましく、これによりアレルギー成分などを除去することもできる。しかしながら、特許文献3はエタノール抽出液の凍結乾燥物をそのまま使用してチロシナーゼ活性阻害率を算出するものであり化合物が特定されていない。また、特許文献4も具体的な化合物を教示するものではない。よって、美白効果に優れる新規化合物の開発が望まれる。
 更に、特許文献5は、ステビアから抽出したセンタウレイジン、マメ科植物から抽出したソフォラフラバノンG、およびアスコルビン酸によるメラニン産生抑制作用を併用することで複合成分によって生じる効果を特徴とするものであり、センタウレイジンなどの成分が単独でメラニン産生抑制効果を有するものではない。従って、単独で美白効果を有する新規化合物の開発が望まれる。
 また、美白剤は、基礎化粧品やメークアップ化粧品として多方面に使用され、安定供給しうることが望まれる。従って、安価な製造方法の開発が望まれる。
 上記現状に鑑みて、本発明は、安全性および美白効果に優れる新規化合物を提供することを目的とする。
 また本発明は、美白効果に優れる新規化合物を有効成分とする美白剤を提供することを目的とする。
 更に本発明は、美白効果に優れる新規化合物の製造方法を提供することを目的とする。
 本発明者らはステビア植物について詳細に検討したところ、ステビア植物を酵母菌で発酵させた発酵液にはステビア植物とは異なる成分が含有されること、ステビア酵母発酵液には、極めて高いメラニン産生抑制効果を発揮するジテルペン化合物が含まれ、当該化合物は細胞毒性が低く、美白剤として使用しうることを見出し、本発明を完成させた。
 すなわち本発明は、下記式(VII)で示されるジテルペン化合物、またはそれらの医学的に許容可能な塩を提供するものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 また本発明は、上記式(VII)で示されるジテルペン化合物、またはそれらの医学的に許容可能な塩を有効成分とする美白剤を提供するものである。
 また本発明は、ステビア植物またはステビア植物抽出物を酵母菌で発酵してステビア酵母菌発酵物を調製し、前記ステビア酵母菌発酵物から上記式(VII)で示されるジテルペン化合物を回収することを特徴とする、前記ジテルペン化合物の製造方法を提供するものである。
 本発明によれば、上記式(VII)で示される新規ジテルペン化合物が提供される。当該化合物はメラニン産生抑制効果に優れ、美白剤として使用できる。
実施例1において、式(VII)で示す化合物を製造する際の分離工程および収量を説明する図である。
 本発明の第一は、下記式(VII)で示されるジテルペン化合物、またはそれらの医学的に許容可能な塩である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 本発明において、「医学的に許容可能な塩」とは、薬理学的に許容可能であり、かつ投与された被験者に対して略無毒の本発明の化合物である塩形態をいう。上記ジテルペン化合物の医薬的に許容可能な塩には、適切な無毒の有機酸または無機酸あるいは無機塩基から形成された従来の化学量論的酸追加塩または塩基追加塩がある。適切な無機酸は、たとえば、塩化水素酸、硫酸、またはリン酸などのハロゲン酸である。適切な有機酸は、たとえば、カルボン酸、ホスホン酸、またはスルホン酸であり、たとえば酢酸、プロピオン酸、グリコール酸、乳酸、ヒドロキシブチル酸、リンゴ酸、マレイン酸、マロン酸、サリチル酸、フマル酸、琥珀酸、アジピン酸、酒石酸、クエン酸、グルタル酸、2-または3-グリセロリン酸、ならびに当業者には周知の他の鉱物の酸である。塩は、従来の方式で塩を生成するために、自由塩基の形態を十分な量の所望の酸と接触させることによって製造される。酸性置換基を含む化合物も、無機塩基または有機塩基で塩を形成することが可能である。塩を形成するのに適切な塩基の例には、非限定的に、アルカリまたはアルカリ土類金属(たとえば、ナトリウム、カリウム、リチウム、カルシウム、またはマグネシウム)水酸化物などの無機塩基、およびアンモニウム水酸化物から導出されたもの(たとえば、テトラメチルアンモニウム水酸化物などの第4アンモニウム水酸化物)がある。また、アンモニア、アルキルアミン、ヒドロキシアルキルアミン、N-メチルグルカミン、ベンジルアミン、ピペリジン、およびピロリジンなど、医薬的に許容可能なアミンで形成された塩も考慮される。カルボキシル基またはフェノール性ヒドロキシル基を有する化合物など、ある化合物は酸性である。フェノールの塩は、当業者には周知の手続きにより、上述された塩基のいずれかと共に酸性化合物を加熱することによって作成することができる。
 上記化合物は、化学合成によって製造することができるが、たとえばステビア植物の酵母発酵物から抽出することができる。ステビア植物に代えて、予めステビア植物から水などの溶媒でステビオール配糖体その他を抽出したステビア植物抽出物を使用してもよい。すなわち、本発明の第二は、ステビア植物またはステビア植物抽出物を酵母菌で発酵してステビア酵母菌発酵物を調製し、前記ステビア酵母菌発酵物から上記式(VII)で示されるジテルペン化合物を回収することを特徴とする、ジテルペン化合物の製造方法である。
 酵母は、糖分からアルコールと炭酸ガスを排出する微生物であり、この作用を利用して日本酒、ビール、ワインなどの酒類、味噌、醤油、チーズ、キムチなどの発酵食品、パンなどが作られている。本発明では、ステビア植物を酵母によって発酵させて得た酵母発酵液を詳細に分析したところ、ステビア植物には存在しない成分であって、極めて美白作用に優れる上記式(VII)で示されるジテルペン化合物が産生されることを見出した。酵母としては、サッカロマイセス(Saccharomyces)類を用いることが好ましい。
 本発明で使用するステビア植物(学名:Stevia rebaudiana)は、南アメリカを原産とするキク科ステビア属の多年草である。ステビア植物から抽出されるステビオシドやレバウディオサイドAなどのテルペノイド配糖体は甘味料として用いられ、現在、日本、中国、韓国などのアジアでも栽培されている。本発明では、特に、ステビア・レバウディアナ・ベルトニー(Stevia Rebaudiana Bertoni)及びその類縁植物を好適に使用することができる。ステビア植物として、ステビア植物の茎、葉、蕾を持つ前の全草、成熟した植物の根や花も使用することができる。
 発酵の対象となる「ステビア植物抽出物」とは、ステビア植物から、水その他の溶媒で特定成分を抽出した抽出物である。ステビア植物は、甘味料として使用しうるステビオール配糖体を含み、ステビア植物から水などでステビオール配糖体を高濃度で抽出した粗ステビオール配糖体などがある。本発明では、ステビア植物抽出物として、このような粗ステビオール配糖体を使用することができる。本発明では、このようなステビア植物抽出物に酵母菌を添加して発酵させても、当該発酵物から上記ジテルペン化合物を回収することができる。
 上記ステビア植物は、適期に収穫したものを生のまま使用することができ、収穫後に乾燥したものを使用することもできる。乾燥物は保存性に優れ、好適である。乾燥ステビア植物を所定サイズに切断、粉砕、その他によって細切し、または粉砕したものに酵母菌を加えて撹拌すると発酵が開始される。ステビア植物は、葉部及び茎部を選別して使用することが好ましい。
 乾燥物を原料とする場合には、細切または粉砕した乾燥ステビア粉末に水と酵母を加えて撹拌し、放置することにより行うことができる。加える水の量は、発酵に必要なだけの量があれば良く、全体が湿る程度の量で十分である。発酵前のステビア植物は、テルペノイド配糖体による甘味を有するが、発酵が進行すると甘味が消失する。本発明では、甘味の消失を発酵終期の目安とする。このような甘味の消失は、常温で2~3週間である。なお、酵母菌は、発酵当初に添加するほか、発酵の途中で追加してもよい。
 本発明では、ステビア植物に酵母菌を添加して発酵を行うほか、乾燥ステビア植物を粉砕して煮沸抽出して得られた煮沸抽出液や、温水に浸漬して得た浸漬液、ステビア植物から水、その他の溶剤で抽出した所定の画分をステビア植物抽出物として使用し、これに上記酵母菌を添加して発酵させてもよい。この場合も、発酵の終期は甘味の消失で確認することができる。
 次いで、上記ステビア酵母発酵物を乾燥する。ステビア酵母発酵物には酵母菌が含まれているが、これを乾燥することで酵母菌の活性を停止することができる。乾燥は、風乾、自然乾燥その他により、温度5~35℃の範囲で乾燥することが好ましい。ステビア酵母発酵物に含まれる化合物の分解、変質その他を回避することができる。
 ステビア酵母発酵物には、本発明の上記ジテルペン化合物が含有されている。
 当該ジテルペン化合物の抽出溶剤としては、極性溶剤、非極性溶剤のいずれを使用することもでき、これらを混合して使用することもできる。抽出溶剤としては、水のほか、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどの炭素数1~12の分岐を有していても良いアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコールなどの多価アルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステル類、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルなどのエーテル類、ポリエチレングリコールなどのポリエーテル類、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲン化炭素類、ヘキサン、シクロヘキサン、石油エーテルなどの炭化水素類、ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素類、ピリジン類、超臨界二酸化炭素、油脂、ワックスその他のオイル類がある。これらは単独でも組み合わせて用いてもよい。
 本発明では、アルコールを使用することが好ましい。アルコールとしては、炭素数1~5の一価アルコールが好適である。この中でも、特に好ましくはエタノールである。アルコールは、水を含む含水アルコールであってもよい。含水アルコールを使用する場合のアルコール濃度は、30~99(v/v)%であることが好ましく、より好ましくは50~90(v/v)%である。アルコールまたは含水アルコールによる抽出は、上記ステビア酵母発酵物1質量部(乾燥重量)に対して0.1~100質量部、好ましくは1~50質量部の溶剤を添加し、温度5~35℃で3~30日間の浸漬が好適である。
 アルコールまたは含水アルコールに浸漬後、遠心分離やろ過などによって固形物と抽出液とを分離する。抽出液に本発明のジテルペン化合物が含まれている。例えば、抽出液の溶媒を除去し、液液分配、カラムクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー、ゲルろ過、活性炭素処理、精密蒸留その他を単独で、またはこれらを組み合わせて行うことができる。これらは、使用した抽出溶剤の種類その他に応じて適宜選択できる。上記ジテルペン化合物は親油性成分であるため、上記ジテルペン化合物が溶解しうる親油性溶媒を用いて抽出し、この抽出物を精製することで効率的に上記ジテルペン化合物を単離することができる。
 このようなジテルペン化合物が溶解しうる親油性溶媒としては、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲン化炭素類、ヘキサン、シクロヘキサン、石油エーテルなどの炭化水素類、ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素類がある。本発明では、クロロホルムを好適に使用することができる。溶媒抽出によれば、大容量に適用でき、かつジテルペン化合物の回収率に優れるからである。親油性溶媒抽出液は、溶媒を除去して親油性画分として使用できるが、親油性溶媒抽出液を水洗し、次いで親油性溶媒を除去して親油性画分としてもよい。
 なお、親油性溶媒に代えて、親油性溶媒100質量部に対し、水、メタノールやエタノールなどの炭素数1~3のアルコール類、エチレングリコールなどの多価アルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステル類、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルなどのエーテル類、これらの混合物、その他の親水性溶媒を60~100容量部の範囲で添加した親油性溶媒-親水性溶媒混合液で抽出することもできる。親油性溶媒と親水性溶媒とは混合後の静置によって二層に分離する場合があり、このような親油性溶媒と親水性溶媒とを組み合わせることで、目的物を親油性溶媒層に移行させると共にステビア酵母発酵物に含まれる酢酸その他の水溶性成分を親水性溶媒層に移行させることができる。このような親油性溶媒としてクロロホルムがあり、親水性溶媒として、水やメタノールがある。クロロホルムと水とを9:3.5~5(容量比)で混合した混合液は、抽出後に放置するとクロロホルム層と水層とに分離するため、目的成分をクロロホルム層に回収すると共に、親水性溶媒を水層に移行させ、水溶性成分との分離を簡便に行うことができる。
 親油性画分から公知の方法で、本発明の新規ジテルペン化合物を回収することができる。精製は、たとえば、シリカゲルカラムクロマトグラフィーや逆相カラムにより、極性の相異に基づいて上記ジテルペン化合物を他の成分と分離し、または分子量によって分離し、または複数の溶解性が異なる溶媒を使用して溶解度の相異による精製などを行うこともできる。本発明のジテルペン化合物は、メラニン産生抑制効果に優れるため、各画分についてTLCその他により夾雑物の有無を確認したり、同時にメラニン産生抑制効果を評価し、これを指標として目的成分を精製することができる。
 本発明の第三は、上記式(VII)で示されるジテルペン化合物を有効成分とする美白剤である。本発明の第一の発明に係るジテルペン化合物は、後記する実施例に示すように、メラニン産生抑制効果に優れ、かつ細胞毒性が低い。このため、上記化合物は、メラニン産生抑制剤や美白剤として使用しうる。本発明の美白剤は、塗布などの経皮投与のほか、口腔内投与や舌下投与などを含む経口投与でもよい。
 美白剤の外用の剤型としては、軟膏、液剤、スプレー、硬膏、油脂、粉末剤などがある。美白剤としては、化粧水、乳液、クリーム、パックなどの基礎化粧品、化粧下地、日焼け止め、ファンデーション、おしろいなどのメーキャップ化粧品、シャンプー、洗顔料などの洗浄剤などであってもよい。これらの美白剤に対する上記ジテルペン化合物の配合量は、基材によって適宜選択しうるが、0.000001~20質量%、好ましくは0.00001~10質量%、より好ましくは0.0001~5質量%、特に好ましくは0.0001~3質量%である。
 美白剤を構成する他の成分は、通常の化粧品、医薬部外品、医薬品などの美白剤に配合される成分を剤型その他に応じて配合することができる。このような成分としては、パラオキシ安息香酸メチル、パラオキシ安息香酸プロピル、フェノキシエタノール、チモールなどの保存料、亜硫酸水素ナトリウム、アスコルビン酸、トコフェロール、ジブチルヒドロキシトルエン、エデト酸ナトリウム水和物、ベンゾトリアゾールなどの抗酸化剤、モノステアリン酸グリセリン、モノステアリン酸ソルビタン、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油60、ポリソルベート60などの界面活性剤、クエン酸水和物、クエン酸ナトリウム水和物、酵母、ジイソプロパノールアミン、酢酸、酢酸ナトリウム水和物などのpH調製剤、保湿剤、増粘剤、無機充填剤、着色料、香料、紫外線吸収剤、細胞賦活剤、各種皮膚栄養成分などがある。その他基材などを適宜添加し、外用液剤、外用固形剤、スプレー剤、軟膏剤、クリーム剤、ゲル剤、貼付剤、その他のいずれにも調製することができる。
 (実施例1)
 (1)ステビア酵母発酵物の調製
 日本国北海道産のステビア植物(学名:Stevia rebaudiana)の茎と葉とを乾燥させた乾燥ステビア植物を約1cm以下に粉砕した。粉砕ステビア植物2,000gに酵母菌(Saccharomyces)45g、水4,500gを加えて温度25~35℃の条件下に撹拌すると、発酵が開始した。これを温度25~35℃にて14日間静置、発酵させた。発酵物から甘味が消失しており、これを発酵終期とした。上記の発酵物を温度25~35℃にて10日間乾燥させ、酵母発酵を停止した。
 (2)含水エタノール抽出
 10質量倍量の28.5(v/v)%エタノールに前記乾燥発酵物の全量を加え、穏やかに攪拌しながら数日、常温にて浸潤させた。浸潤後、140メッシュ程度の大きさでろ過した。得られたろ液を60℃ほどで減圧濃縮(60mmHg)し、ダイヤイオンHP20カラムに吸着させた後に85.5%含水エタノール液で溶出し、これを含水エタノール抽出液とした。
 (3)クロロホルム抽出
 上記含水エタノール抽出液の溶媒を留去した抽出物(40g)をステビア発酵エキスとし、これにクロロホルム1000mL加え、温度23~28℃(室温)で抽出した。残渣をろ過により除き、クロロホルム層を分取し、溶媒を留去したものをクロロホルム抽出液(12.1g)とした。
 (4)目的物の単離
 上記(3)で得たクロロホルム抽出液(12.1g)を、下記分離条件(1)に示すシリカゲルカラムクロマトグラフィーより10の画分に分離した。
 分離条件(1):
 カラム:内径7cm、高さ22cm
 充填物:シリカゲル(KANTO CHEMICAL社製、Silica Gel 60N(球状,中性)、粒子径63~210μm)、320g
 溶出溶媒:クロロホルム:メタノール=100:1→50:1→30:1→15:1→7:1→5:1→0:1の混合溶液を溶離液とし、順次カラムに各溶媒1000mLずつ流し、200mLずつ分取した。
 分取物:分取した各フラスコ内容物についてTLC(MERCK Silica Gel 60 F254)を行った。TLCは、クロロホルム:メタノール=10:1の溶媒で展開した後、50%硫酸を噴霧し、110℃で加熱して検出した。検出結果に基づき、スポットの近似するa~jの10の画分に分画した。各画分の収量を図1に示す。
 d画分(1,784mg)を、下記分離条件(2)に示すシリカゲルカラムクロマトグラフィーより6つの画分に分離した。
 分離条件(2):
 カラム:内径5.2cm、高さ20cm
 充填物:シリカゲル(KANTO CHEMICAL社製、Silica Gel 60N(球状,中性)、粒子径63~210μm)、160g
 溶出溶媒:n-ヘキサン:アセトン=7:1→4:1→2:1→1:1→0:1の混合溶液を溶離液とし、順次カラムに各溶媒700mLずつ流し、150mLずつ分取した。
 分取物:分取した各フラスコ内容物についてTLC(MERCK Silica Gel 60 F254)を行った。TLCは、クロロホルム:メタノール=10:1の溶媒で展開した後、50%硫酸を噴霧し、110℃で加熱して検出した。検出結果に基づき、スポットの近似するd-1~d-6の6つの画分に分画した。d-4画分は沈殿が発生したためこれを濾取した。d-4画分のろ液(d-4-fil.)とd-5画分とには、TLCのRF値が近似するスポットが確認されたためd-4-fil.とd-5とを合一した。この画分をd-(4,5)と称する。d-(4,5)の収量は、380.9mgであった。)とし、主スポットを単離するために以下の分離3を行った。
 d-(4,5)(380.9mg)について、下記分離条件(3)に示すシリカゲルカラムクロマトグラフィーより7つの画分に分離した。
 分離条件(3):
 カラム:内径1.0cm、高さ21cm
 充填物:シリカゲル(YMC GEL ODS-A、12nm、S-75μm、AA12S75)、16g
 溶出溶媒:水:メタノール=5:5(100 mL)→4:6(100 mL)→3:7(100 mL)→2:8(100 mL)→0:1(100 mL)の混合溶液を溶離液とし、順次カラムに各溶媒700mLずつ流し、20mLずつ分取した。
 分取物:分取した各フラスコ内容物についてTLC(MERCK Silica Gel 60 F254)を行った。TLCは、水:メタノール=2:8の溶媒で展開した後、50%硫酸を噴霧し、110℃で加熱して検出した。検出結果に基づき、スポットの近似するd-(4,5)-1からd-(4,5)-7の7つの画分に分画した。d-(4,5)-3に単一スポットが認められ、この画分の溶媒を留去すると白色粉末が得られた(29.1mg)。この化合物をCompound VIIとした。
 (5)構造決定
 前記白色粉末について、H-NMRおよび13C-NMRを測定した。結果を表1に示す。H-NMRおよび13C-NMRのシグナルパターンより、炭素数16であり、すでにステビアより単離報告のあるステレビンAとA環、B環は同じ構造を有すると推定されるが、C環以降の構造が異なっていると推定された。そこで、HMQCとHMBCの相関を詳細に検討したところ、表1に示すHMBC相関が認められ、最終的に、下記式(VII)に示されるジテルペン化合物と決定した。なお、表1の下部に当該化合物の基本骨格と位置番号とを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 (実施例2)
 実施例1で得た化合物について、下記測定方法に従って、細胞数当たりのメラニン産生量および対照に対するメラニン産生率の算出方法に従って、B16メラノーマ細胞生存数を計測し、溶液当たりのメラニン産生量を測定し、これにより生細胞当たりのメラニン産生量(ng/10cells)を算出した。また、対照の生細胞当たりのメラニン産生量(ng/10cells)に対する式(VII)の化合物によるメラニン濃度を算出した。結果を表2に示す。なお、化合物の濃度は100μMとし、比較のため1000μMのコウジ酸も同様に処理した。
 (測定方法)
 細胞数当たりのメラニン産生量および対照に対するメラニン産生率の算出方法は、以下に従った。
 6ウェルプレートで一晩培養を行ったB16マウスメラノーマ細胞の培地を除去し、各ウェルにテオフィリン(最終濃度として10mM)、目的濃度のサンプルを加えた10%-FBS-DMEM培地(サンプル溶解のためのDMSOの最終濃度は0.1%)を2mLずつ加えた。
 37℃、5%CO存在下で72時間培養した後、培地を除去し、pH7.4等張リン酸緩衝液(PBS)で細胞を2回リンスした。各ウェルに0.25%トリプシン-EDTA溶液を200μlずつ加えてトリプシン処理をし、培地を1mlずつ添加して全量を15ml遠沈管に回収した。細胞液を1000rpm、5分間遠心分離し、上清を除去した細胞にPBSを2ml加えて再懸濁させ、このうち200μlをマイクロチューブに移し、セルカウンター(ミリポアコーポレーション製、Sceptor(登録商標))を用いて細胞数を計測した。残りの細胞液を再び同条件で遠心分離し上清を取り除き、1MのNaOHを1ml添加して80℃の水浴で1時間処理した。細胞融解液の濃度の吸光度をImmuno Mini NJ-2300(コスモバイオコーポレーション製)を用いて波長475nmにて測定し、細胞数あたりのメラニン産生量を算出した。検量線には1M NaOHに融解した合成メラニン(シグマアルドリッチコーポレーション製)を用いた。データは対照(1mMテオフィリン添加培地適用)群の値を100%とした細胞数あたりのメラニン産生率及び生細胞数率で表し、それぞれn=3の平均値±標準偏差にて表した。また、統計学的解析には分散分析(ANOVA)及び多重比較検定(Dunnet法)を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 本発明は、上述した実施形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。また、上述した実施形態の各構成要素を自由に組み合わせることも可能である。
 本発明は2012年11月26日に出願された日本国特許出願2012-257994号に基づく。本明細書中に日本国特許出願2012-257994号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。
 本発明の新規ジテルペン化合物は、メラニン産生抑制剤として知られるコウジ酸よりもメラニン産生率が低く優れた美白作用を発揮でき、かつ天然物由来であるため安全性に優れ、有用である。

Claims (3)

  1.  下記式(VII)で示されるジテルペン化合物、またはそれらの医学的に許容可能な塩。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
  2.  下記式(VII)で示されるジテルペン化合物、またはそれらの医学的に許容可能な塩からなる美白剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
  3.  ステビア植物またはステビア植物抽出物を酵母菌発酵してステビア酵母菌発酵物を調製し、
     前記ステビア酵母菌発酵物から下記式(VII)で示されるジテルペン化合物を回収することを特徴とする、前記ジテルペン化合物の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
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