WO2023120618A1 - シス型カロテノイド含有の乳化組成物及びシス型カロテノイド含有の乳化組成物の製造方法 - Google Patents

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富士化学工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a cis-carotenoid-containing emulsified composition and a cis-carotenoid-containing emulsified composition.
  • Carotenoids which are widely present in nature, have a strong antioxidant effect and have a wide variety of color variations, so they are used in a wide range of applications such as health foods, cosmetics, and food coloring.
  • Carotenoids have a structure consisting of a polyene moiety consisting of a conjugated double bond in which multiple carbons are continuous and end groups modified at both ends, and carotenes and molecules composed only of carbon and hydrogen atoms from the constituent atoms. They are classified as xanthophylls containing oxygen atoms such as alcohols, ketones, and epoxies.
  • Patent Document 1 discloses a lutein-containing composition. By treating lutein, specific sucrose stearic acid monoester, decaglycerin stearic acid monoester, etc. under predetermined conditions, the dispersion stability of lutein in aqueous solvents and the long-term stability of the chemical structure of lutein It is said to improve performance.
  • Patent Document 2 discloses an astaxanthin-containing cleansing cosmetic. It is described that in an oil sample (cleansing cosmetic) containing ethylhexyl palmitate or isopropyl palmitate and polyglyceryl-10 trilaurate, the solubility and stability of carotenoids are good, and the detergency is also excellent.
  • Patent Document 3 discloses an anti-oxidative stress protective composition containing an astaxanthin emulsified composition as an active ingredient. It is described that an emulsified composition containing 20% oil of haematococcus algae pigment, decaglycerin monolaurate, sucrose stearate, etc. exhibits an excellent anti-oxidative stress protective effect.
  • Patent Document 4 discloses an oily composition containing astaxanthin, lutein, or ⁇ -carotene.
  • A a specific glycerin fatty acid ester or polyglycerin fatty acid ester having 1 to 2 glycerin units
  • B a polyglycerin condensed ricinoleic acid ester
  • C a specific poly having 5 to 10 glycerin units It is described that an oily composition containing a glycerol fatty acid ester has excellent dispersibility and excellent absorption of carotenoids into the body.
  • JP 2020-048480 A JP 2011-241156 A JP 2020-138943 A JP 2020-015669 A
  • Carotenoids have many conjugated double bonds in the molecule, and in general, all double bonds exist in the trans form of the trans form in nature. In recent years, it has become clear that cis-carotenoids have higher bioavailability and bioaccumulation than trans-carotenoids, as well as physiological activities (antioxidant, anticancer, anti-obesity, skin quality improvement, etc.). , its intake has attracted attention. In general, cis-carotenoids are obtained by heating trans-carotenoids, irradiating them with light, adding a catalyst, or the like. However, since cis carotenoids are unstable, their implementation is difficult.
  • Patent Documents 1-4 are considered to mainly contain trans carotenoids as carotenoids. Moreover, in Patent Documents 1 and 2, although the stability of carotenoids as a whole is examined, changes in the ratio of cis-carotenoids in all carotenoids are not examined at all.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a cis-carotenoid-containing emulsified composition in which the cis-carotenoid is stabilized and a method for producing the cis-carotenoid-containing emulsified composition. aim.
  • the inventors of the present application have obtained new findings that when cis-carotenoids are stored in specific oils and fats or organic solvents, the ratio of cis-carotenoids in all carotenoids is reduced. When dissolved/suspended in a medium such as oil or organic solvent, cis-carotenoids are likely to easily return to the trans-form (isomerization). Therefore, product development of cis-astaxanthin was difficult.
  • the inventor of the present application has set up a working hypothesis that the cis-structure is fixed in a state of being included in an emulsifier, making it difficult to return to the trans-type, and has made intensive studies on the relationship between cis-type carotenoids and emulsifiers to develop the technology of the present disclosure. reached.
  • a cis-carotenoid-containing emulsified composition that is one aspect of the present invention is an emulsified composition containing a cis-carotenoid and at least one selected from the group consisting of polyglycerin fatty acid esters and sucrose fatty acid esters.
  • the content of cis-carotenoids is 40% by mass or more relative to the total carotenoids.
  • Another aspect of the present invention is a method for producing a cis-carotenoid-containing emulsified composition, in which a trans-carotenoid dissolved or suspended in a medium selected from organic solvents and fats and oils is cis-isomerized by heating to obtain cis-carotenoids for the entire carotenoid.
  • a cis-carotenoid-containing solution having a carotenoid content of 40% by mass or more is obtained, and the cis-carotenoid-containing solution contains at least one selected from the group consisting of polyglycerol fatty acid esters and sucrose fatty acid esters.
  • the solution is mixed and emulsified.
  • a cis-carotenoid-containing emulsified composition in which cis-carotenoid is stabilized and a method for producing a cis-carotenoid-containing emulsified composition.
  • FIG. 1 is a graph relating to encapsulation efficiency of a cis-lycopene-containing emulsified composition (No. 1).
  • 1 is a graph relating to the cis-carotenoid ratio of a cis-lycopene-containing emulsified composition (No. 1).
  • 1 is a graph relating to the average particle size of a cis-lycopene-containing emulsified composition (No. 1).
  • 1 is a graph relating to the particle size distribution of polyoxyethylene sorbitan monolaurate. It is a graph regarding the particle size distribution of sucrose myristate. It is a graph regarding the particle size distribution of polyglycerin fatty acid ester. 1 is a graph relating to storage stability of a cis-lycopene-containing emulsified composition (No. 1). 1 is a graph relating to storage stability of a cis-lycopene-containing emulsified composition (No. 1). 1 is a graph relating to storage stability of a cis-lycopene-containing emulsified composition (No. 1).
  • 1 is a graph relating to storage stability of a cis-lycopene-containing emulsified composition (No. 1).
  • 1 is a graph relating to storage stability of a cis-lycopene-containing emulsified composition (No. 1).
  • 1 is a graph relating to storage stability of a cis-lycopene-containing emulsified composition (No. 1).
  • 1 is a graph relating to storage stability of a cis-lycopene-containing emulsified composition (No. 1).
  • 1 is a graph relating to storage stability of a cis-lycopene-containing emulsified composition (No. 1).
  • 1 is a graph relating to storage stability of a cis-lycopene-containing emulsified composition (No. 1). It is the chemical structure of trans-astaxanthin. Chemical structure of 9-cis astaxanthin. 13 is the chemical structure of 13-cis astaxanthin. 1 is an HPLC chromatogram of astaxanthin contained in raw materials. HPLC chromatogram of astaxanthin after isomerization step. 4 is a graph relating to encapsulation efficiency of emulsified compositions containing cis-astaxanthin. 4 is a graph relating to the ratio of cis-carotenoids in emulsified compositions containing cis-astaxanthin.
  • 1 is a graph relating to the average particle size of emulsified compositions containing cis-astaxanthin.
  • 1 is a graph relating to the particle size distribution of polyoxyethylene sorbitan monolaurate. It is a graph regarding the particle size distribution of sucrose myristate. It is a graph regarding the particle size distribution of polyglycerin fatty acid ester.
  • 1 is a graph relating to storage stability of emulsified compositions containing cis-astaxanthin.
  • 1 is a graph relating to storage stability of emulsified compositions containing cis-astaxanthin.
  • 1 is a graph relating to storage stability of emulsified compositions containing cis-astaxanthin.
  • 1 is a graph relating to storage stability of emulsified compositions containing cis-astaxanthin.
  • 1 is a graph relating to storage stability of emulsified compositions containing cis-astaxanthin.
  • 1 is a graph relating to storage stability of emulsified compositions containing cis-astaxanthin.
  • 1 is a graph relating to storage stability of emulsified compositions containing cis-astaxanthin.
  • 1 is a graph relating to storage stability of emulsified compositions containing cis-astaxanthin.
  • 1 is a graph relating to storage stability of emulsified compositions containing cis-astaxanthin.
  • 1 is a graph relating to storage stability of a cis-lycopene-containing emulsified composition (No. 2).
  • 1 is a graph relating to storage stability of a cis-lycopene-containing emulsified composition (No. 2).
  • It is an example of the chemical structure of cis ⁇ -carotene.
  • It is an example of the chemical structure of cis- ⁇ -carotene.
  • Chemical structure of 9-cis lutein. 13 is the chemical structure of 13-cis lutein.
  • It is the chemical structure of 9' cis-fucoxanthin.
  • 13' is the chemical structure of cis-fucoxanthin.
  • 13 is the chemical structure of 13-cis fucoxanthin.
  • the emulsified composition preferably has a volume-based average particle size of 120 nm or less as measured by a dynamic light scattering method.
  • the content of cis-carotenoids relative to the total carotenoids in the emulsified composition is A (% by mass), and the emulsified composition is stored in a dark place at 30 ° C. for 14 days.
  • the carotenoid content is B (% by mass)
  • the cis-carotenoid-containing emulsified composition can be suitably stored at room temperature.
  • the cis-carotenoid-containing emulsified composition described above is suitable for storage at room temperature.
  • Cis-carotenoid-containing emulsified composition is an emulsified composition containing a cis-carotenoid and at least one selected from the group consisting of polyglycerol fatty acid esters and sucrose fatty acid esters. and the content of cis-carotenoids is 40% by mass or more relative to the total carotenoids.
  • the cis-carotenoid-containing emulsified composition is also simply referred to as emulsified composition.
  • the cis carotenoid may be a cis isomer of carotenes or a cis isomer of xanthophylls.
  • Carotenes used in the present invention include ⁇ -carotene, ⁇ -carotene, ⁇ -carotene, toluene, lycopene and the like.
  • Xanthophylls used in the present invention include astaxanthin, lutein, fucoxanthin, canthaxanthin, zeaxanthin, capsanthin, capsorubin, neoxanthin, violaxanthin, adonixanthin, adonirubin, 3-hydroxyechinenone, 3′.
  • the cis carotenoid is preferably one or more cis isomers selected from the group consisting of lycopene, ⁇ -carotene, ⁇ -carotene, astaxanthin, lutein, fucoxanthin, canthaxanthin, zeaxanthin, capsanthin and capsorubin, Lycopene and astaxanthin are particularly preferred.
  • cis-carotenoids are free forms and do not include ester forms.
  • FIG. 10 is an example of the chemical structure of cis- ⁇ -carotene.
  • FIG. 11 is an example of the chemical structure of cis- ⁇ -carotene.
  • Figure 12A is the chemical structure of 9-cis lutein.
  • Figure 12B is the chemical structure of 13-cis lutein.
  • Figure 12C is the chemical structure of 15-cis lutein.
  • Figure 13A is the chemical structure of 9' cis-fucoxanthin.
  • Figure 13B is the chemical structure of 13' cis-fucoxanthin.
  • Figure 13C is the chemical structure of 13-cis fucoxanthin.
  • FIG. 14 is an example of the chemical structure of cis-zeaxanthin.
  • FIG. 15 is an example of the chemical structure of cis-canthaxanthin.
  • FIG. 16 is an example of the chemical structure of cis-capsanthin.
  • FIG. 17 is an example of the chemical structure of cis-capsorubin.
  • Raw materials used for the production of cis carotenoids include, for example, lycopene (chemical formula C40H56 , molecular weight 536.87 , manufacturer: Lycored Co., Ltd.), astaxanthin (chemical formula C40H52O4 , molecular weight 596.841, manufacturer: Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), ⁇ -carotene (chemical formula C 40 H 56 , molecular weight 536.87 manufacturer: Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), ⁇ -carotene (chemical formula C 40 H 56 , molecular weight 536.87 manufacturer) : FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), lutein (chemical formula C40H56O2 , molecular weight 568.87 , manufacturer: DHI Institute of Water and Environment (VKI)), fucoxanthin (chemical formula C42H58O6 , molecular
  • the cis-carotenoid is more preferably cis-lycopene from the viewpoint of utilization in health foods, food dyes, and cosmetics.
  • Cis-lycopene is an example of a cis-isomer of carotenes.
  • Lycopene is a carotenoid represented by the chemical formula C 40 H 56 (molecular weight 536.87). Since lycopene has 11 conjugated double bonds, various cis isomers exist. In the present application, an isomer containing at least one of the 11 conjugated double bonds of lycopene in the cis form is referred to as cis-lycopene, and an isomer in which all are trans-lycopene is referred to as trans-lycopene.
  • a simple term "lycopene” includes both cis-lycopene and trans-lycopene.
  • carbon skeleton when the carbon skeleton is cis-type, its position is represented by a number.
  • all-E represents trans-lycopene.
  • 13Z represents 13-cis lycopene in which the carbon at position 13 is cis.
  • 9Z represents 9-cis lycopene in which the 9-carbon is cis. Numbers 1-10 represent unidentified cis-lycopene.
  • the cis-carotenoid is more preferably cis-astaxanthin from the viewpoint of utilization as health foods, food dyes, cosmetics, and coloring agents for animal feeds.
  • Cis-astaxanthin is an example of a cis-isomer of xanthophylls.
  • Astaxanthin is a type of carotenoid represented by the chemical formula C 40 H 52 O 4 (molecular weight 596.841). Astaxanthin, as shown in FIGS. 5A to 5C, is composed of a polyene chain consisting of nine conjugated double bonds and end groups (terminal groups) attached to both ends thereof.
  • isomers containing at least one of the nine conjugated double bonds in the polyene chain in the cis form are referred to as cis-astaxanthin, and isomers in which all are trans-astaxanthin are referred to as trans-astaxanthin.
  • the carbon skeleton is cis-type
  • its position is represented by a number.
  • all-E represents trans-astaxanthin.
  • FIG. 6B shows that represents 13-cis astaxanthin in which the 9-carbon is cis.
  • 13Z represents 13-cis astaxanthin in which the 13-position carbon is cis-type.
  • xZ represents an unidentified cis-astaxanthin.
  • the content of cis carotenoids relative to the total carotenoids is 40% by mass or more, preferably 45% by mass, from the viewpoint of bioavailability and accumulation, and physiological activity (antioxidant action, anticancer action, antiobesity action, etc.). % or more, more preferably 50 mass % or more, still more preferably 55 mass % or more, still more preferably 60 mass % or more.
  • the above cis-carotenoid content is preferably 98% by mass or less, more preferably 95% by mass or less, and even more preferably 90% by mass or less, from the viewpoint of productivity.
  • the above lower limit and upper limit of the cis-carotenoid content can be combined arbitrarily.
  • the cis-carotenoid content is preferably 40% by mass or more and 98% by mass or less.
  • the remainder of the cis-carotenoid content is the trans-carotenoid content.
  • the content of cis-carotenoids (% by mass) based on the mass of carotenoids (100%) is also referred to simply as "ratio of cis-carotenoids (%)".
  • the amount of carotenoids and the ratio (%) of cis carotenoids can be measured by HPLC (High Performance Liquid Chromatography) using a reversed-phase column or a normal-phase column. Quantitation is based on the peak area of each carotenoid isomer peak in the chromatogram.
  • the cis-carotenoid ratio (%) can be determined by the following formula.
  • the total carotenoid concentration in the emulsion composition is not particularly limited.
  • Total carotenoid concentration is the total amount of cis carotenoids and trans carotenoids in the total emulsified composition.
  • the total carotenoid concentration is preferably 0.001 mg/mL-100 mg/mL, more preferably 0.01 mg/mL-50 mg/mL, more preferably 0.1 mg/mL-20 mg/mL. preferable.
  • the cis-carotenoid-containing emulsion composition contains, as an emulsifier (surfactant), at least one selected from the group consisting of polyglycerol fatty acid esters and sucrose fatty acid esters (hereinafter also referred to as a specific emulsifier). .
  • emulsifier surfactant
  • Polyglycerol fatty acid esters and sucrose fatty acid esters have been extensively used as food emulsifiers and are preferable from the viewpoint of safety.
  • Polyglycerin fatty acid esters and sucrose fatty acid esters have a wider range of HLB (Hydrophilic-Lipophilic Balance) than other emulsifiers, and can be appropriately selected according to the type of carotenoid, the application of the emulsified composition, and the like.
  • Polyglycerol fatty acid esters and sucrose fatty acid esters for example, preferably have HLB 11-19, more preferably 11-17.
  • HLB is a numerical value representing the balance between hydrophobicity and hydrophilicity of an emulsifier, and can be obtained by emulsification experiments. When using a commercial product as an emulsifier, you may refer to a catalog value.
  • Polyglycerin fatty acid ester is a nonionic surfactant composed of polyglycerin and fatty acid.
  • the polyglycerin fatty acid ester can have desired properties by appropriately changing the degree of polymerization of polyglycerin, the type of fatty acid, the combination of polyglycerin and fatty acid, and the like.
  • Polyglycerin which is a component of polyglycerol fatty acid ester, is not particularly limited.
  • the average degree of polymerization of the constituent polyglycerin is preferably 5 or more, more preferably 6-14, still more preferably 8-12.
  • a hydroxyl group terminal analysis method is generally used.
  • the catalog value may be adopted as the average degree of polymerization of polyglycerin.
  • the fatty acid that is a component of the polyglycerin fatty acid ester is not particularly limited.
  • the constituent fatty acid is preferably a fatty acid having 8 or more carbon atoms, more preferably a fatty acid having 12-18 carbon atoms.
  • Examples of fatty acids having 12-18 carbon atoms include lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid and oleic acid. Among these, myristic acid is preferred.
  • Polyglycerin fatty acid esters include decaglycerin myristate, decaglycerin laurate, decaglycerin palmitate, decaglycerin stearate, decaglycerin oleate, and the like. Among these, decaglycerin myristate is more preferred. Polyglycerol fatty acid esters may be used alone or in combination of two or more.
  • the polyglycerol fatty acid ester is preferably used when the cis-carotenoid is a cis-isomer of carotenes, and more preferably when the cis-carotenoid is cis-lycopene.
  • B/A which will be described later, can be 0.7 or more.
  • polyglycerol fatty acid ester is preferably used when the cis-carotenoid is a cis-isomer of xanthophylls, and more preferably when the cis-carotenoid is cis-astaxanthin.
  • B/A which will be described later, can be 0.8 or more.
  • sucrose fatty acid ester is a nonionic surfactant composed of sucrose and fatty acid.
  • the sucrose fatty acid ester can have desired properties by appropriately changing the type of fatty acid, monoester content, and the like.
  • sucrose fatty acid esters have a particularly rich track record of use as food emulsifiers.
  • the fatty acid that is a component of the sucrose fatty acid ester is not particularly limited.
  • the constituent fatty acid is preferably a fatty acid having 8 or more carbon atoms, more preferably a fatty acid having 12-18 carbon atoms.
  • Examples of fatty acids having 12 to 18 carbon atoms include myristic acid, palmitic acid, stearic acid, and oleic acid. Among these, myristic acid is preferred.
  • the monoester content of the sucrose fatty acid ester is not particularly limited.
  • the monoester content is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and still more preferably 70% by mass or more.
  • the monoester content is preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less.
  • Sucrose fatty acid esters include sucrose myristate, sucrose stearate, sucrose palmitate, sucrose oleate and the like. Among these, sucrose myristate is more preferable. Sucrose fatty acid esters may be used alone or in combination of two or more.
  • the sucrose fatty acid ester is preferably used when the cis-carotenoid is a cis-isomer of xanthophylls, and more preferably when the cis-carotenoid is cis-astaxanthin.
  • B/A which will be described later, can be 0.9 or more.
  • the content of the specific emulsifier in the emulsified composition is not particularly limited.
  • the content of the specific emulsifier is preferably 0.05% by mass to 10% by mass, more preferably 0.1% by mass to 5% by mass, and still more preferably 0.2% by mass to 1% by mass of the entire emulsified composition. .
  • the dispersion solvent for the emulsified composition is not particularly limited.
  • the dispersion solvent is, for example, at least one selected from the group consisting of water, glycerin, propylene glycol, liquid sugar, reduced starch syrup, sugar alcohol, and the like, preferably water. These dispersion solvents may be used singly or in combination.
  • the emulsified composition preferably contains an antioxidant as an optional component.
  • Antioxidants selected from the group consisting of tocophenols, tocotrienols, polyphenols, glutathione, butylhydroxyanisole (BHA), dibutylhydroxytoluene (BHT), ascorbyl palmitate (PAVC), and ascorbic acid (VC) It is preferable that it is one or more kinds. Among these, tocophenols such as ⁇ -tocopherol are more preferable.
  • the antioxidant is preferably used as a food additive.
  • the concentration of antioxidant in the emulsified composition is preferably 0.01 mg/mL-10 mg/mL, more preferably 0.02 mg/mL-5 mg/mL, even more preferably 0.05 mg/mL-1 mg /mL.
  • the emulsified composition also contains an isomerization-promoting catalyst that promotes cis-isomerization of carotenoids, a gelling agent that can be added to foods, a thickener, an excipient, a sugar, a protein, a salt, an acid, a flavor, Additives such as pigments may also be included.
  • the emulsified composition may also contain other emulsifiers such as monoglycerin fatty acid esters and lecithin. As such optional ingredients, those that can be used in foods and drinks, cosmetics, and pharmaceuticals are suitable.
  • Emulsified Particles in Emulsified Composition The emulsified composition is preferably an oil-in-water (o/w, w/o/w) emulsion composition from the viewpoint of inclusion of carotenoids.
  • the diameter of the emulsion particles in the emulsion composition is not particularly limited.
  • the volume-based average particle diameter measured using a dynamic light scattering method is preferably 120 nm or less, more preferably 100 nm or less, 80 nm or less, from the viewpoint of the stability of the cis-carotenoid. They are 60 nm or less, 45 nm or less, and 35 nm or less.
  • the average particle size of emulsified particles in the emulsified composition is greater than 0 nm, for example 3 nm or more.
  • the average particle size of emulsified particles in the emulsified composition is measured on a volume basis of dynamic light scattering. More specifically, for example, Ono, M., Hyundai, M., Wahyudiono, Yasuda, K., Kanda, H., & Goto, M. (2016). The Journal of Supercritical Fluids, 138, 124-131 , Zhang, Y., Murakami, K., Goto, M., & Nissan, M. (2021). ACS Food Science & Technology. 1(9), 1652-1660. .
  • the average particle size of the emulsified particles in the emulsified composition can be controlled by, for example, using a gelling agent and a thickening agent, selecting a dispersing device (for example, using a swirl mixer), and the like.
  • Emulsion composition WHEREIN Encapsulation efficiency of carotenoid is not specifically limited.
  • the carotenoid encapsulation efficiency is preferably 35% or more, more preferably 40% or more, 50% or more, or 60% or more.
  • the present inventor has separately obtained knowledge that, when the carotenoid is a carotene (for example, lycopene), the trans-carotenoid encapsulation efficiency is, for example, 30% or less. According to this embodiment, even if the carotenoid is a carotene (eg, lycopene), a high encapsulation efficiency (eg, 35% or more) can be achieved.
  • the encapsulation efficiency of the carotenoid is preferably 80% or higher, and may be 85% or higher, 90% or higher, or 93% or higher.
  • the amount of lycopene encapsulated in the cis-lycopene-containing emulsified composition is, for example, De Pazet al. (2012). Food Hydrocolloids, 26, 17-27, Ono et al. (2016) above, Tan, C. P., & Nakajima, M. (2005). Food Chemistry, 92, 661-671.
  • the amount of astaxanthin encapsulated in the emulsified composition containing cis-astaxanthin can be measured, for example, by the methods described in Ono et al. (2016) above and Zhang et al. (2021) above.
  • Other types of carotenoids can also be measured by methods similar to those described above.
  • Encapsulation efficiency (%) can be determined by the following formula as the amount of total carotenoids encapsulated with respect to the amount of total carotenoids added.
  • the emulsion composition has a content of cis-carotenoids with respect to the total carotenoids in the emulsion composition as A (% by mass), and the emulsion composition is stored in a dark place at 30 ° C.
  • A % by mass
  • B/A ⁇ 0.4 is preferably satisfied.
  • the emulsion composition more preferably satisfies B/A ⁇ 0.5, B/A ⁇ 0.6, B/A ⁇ 0.7, B/A ⁇ 0.8, B/A ⁇ 0.9. is more preferably satisfied.
  • the upper limit of B/A is not particularly limited, it is usually B/A ⁇ 1.2, and may be B/A ⁇ 1.1.
  • B/A is the ratio of the cis-carotenoid ratio after storage to the cis-carotenoid ratio before storage when stored in the dark at 30°C for 14 days.
  • Factors that reduce the amount of cis-carotenoids when stored at 30° C. include conversion of cis-carotenoids to trans-carotenoids, decomposition of cis-carotenoids and trans-carotenoids, and the like.
  • a value close to 1.0 for B/A is an indicator that the cis-carotenoid is stably stored in a dark place at 30°C.
  • the emulsion of this embodiment is suitable for storage at room temperature.
  • "Normal temperature” is, for example, 5°C or higher and 35°C or lower.
  • the emulsified composition for room temperature storage preferably has a carotenoid residual rate (%) of 35% or more after storage for 14 days in a dark place at 30 ° C., 40% or more, 50% or more, 60% or more. , 70% or more, more preferably 80% or more.
  • Carotenoid residual rate (%) is usually 100% or less.
  • the carotenoid residual rate (%) can be obtained by the following formula as the absorbance of the emulsion composition after storage relative to the absorbance of the emulsion composition before storage.
  • the absorbance can be measured at the following measurement wavelengths using, for example, an ultraviolet-visible-near-infrared spectrophotometer (UV-1280, manufactured by Shimadzu Corporation).
  • UV-1280 ultraviolet-visible-near-infrared spectrophotometer
  • Emulsified composition containing cis-astaxanthin: 474 nm it is preferable to set the measurement wavelength to 472 nm for the emulsified composition containing trans-lycopene and the emulsified composition containing trans-astaxanthin, which are comparative examples to be described later, to 482 nm.
  • the absorbance can be appropriately measured at a specific wavelength of, for example, 400 nm to 500 nm.
  • a method for producing an emulsified composition comprises heating a trans-carotenoid dissolved or suspended in a medium selected from organic solvents and fats and oils to cis-isomerize the cis-carotenoid so that the content of the cis-carotenoid relative to the total carotenoids is 40% by mass or more.
  • a carotenoid-containing solution (hereinafter also referred to as solution S1) is obtained, and a solution containing at least one selected from the group consisting of a cis-carotenoid-containing solution and polyglycerin fatty acid esters and sucrose fatty acid esters (hereinafter, solution S2 (also referred to as ) are mixed and emulsified.
  • solution S1 a solution containing at least one selected from the group consisting of a cis-carotenoid-containing solution and polyglycerin fatty acid esters and sucrose fatty acid esters
  • solution S2 also referred to as
  • the process of obtaining the solution S1 will be referred to as the isomerization process
  • the process of mixing and emulsifying the solutions S1 and S2 will be referred to as the emulsification process.
  • the method for producing such an emulsified composition can be carried out in a continuous system (flow system).
  • the isomerization step can be performed using a high-temperature, high-pressure apparatus 10 shown in FIG.
  • the high-temperature and high-pressure apparatus 10 includes a raw material supply section 11 , a high-pressure pump 12 , a heating section 13 , a cooling section 14 , a back pressure valve 15 and a recovery section 16 .
  • a mixture of trans-carotenoid and a medium (organic solvent or fat) flowing through the channel is heated, and after heating, the heated mixture flowing through the channel is cooled.
  • the mixture preferably contains an antioxidant. That is, the resulting solution S1 contains a cis-carotenoid and an organic solvent or oil, and optionally contains an antioxidant.
  • trans-carotenoids Commercially available products can be used for trans-carotenoids.
  • the trans-carotenoid may be a chemically synthesized product, a carotenoid derived from a natural product, or a mixture thereof. From the viewpoint of safety, trans-carotenoids derived from natural products are more preferable for food and drink.
  • Natural product-derived trans-carotenoids may be in the form contained in dry powder obtained by drying a natural product such as tomato and pulverizing it.
  • Raw materials containing trans-carotenoids may contain cis-carotenoids in a predetermined proportion (for example, 10% by mass or less).
  • the method for obtaining the cis-carotenoid is not particularly limited, and may be a cis-isomerization method other than the above (heating, light irradiation, addition of a catalyst, etc.), and the cis-carotenoid is separated from the carotenoid. , extraction, or the like.
  • the emulsification step can be performed using, for example, the emulsification device 20 shown in FIG.
  • the emulsification device 20 includes a raw material supply section (common with the recovery section of the high-temperature/high-pressure device 10 ) 16 , a first pump 22 , a second pump 23 , a heating chamber 24 , a dispersing device 25 and a back pressure valve 26 .
  • the first pump 22 is provided in the channel through which the solution S1 flows.
  • the second pump 23 is provided in the channel through which the solution S2 flows.
  • the dispersing device 25 in FIG. 1 is a swirl mixer that generates a swirling flow in the mixing portion of the solutions S1 and S2.
  • Conditions for emulsification processing in the dispersing device 25 are, for example, 20° C.-60° C. and 0.1 MPa-10 MPa.
  • As the solution S2 an emulsifier solution with a concentration of 0.1% by mass to 1% by mass can be used.
  • the mixing ratio of solution S1 and solution S2 (solution S1:solution S2, volume ratio) is, for example, 1:5-1:20.
  • the dispersing device is not particularly limited, and may be a high-speed shearing emulsifier, an ultrasonic emulsifier, a high-pressure emulsifier, or the like.
  • a step of removing the organic solvent from the solution obtained in the emulsification step may be further provided after the emulsification step.
  • a method for removing the organic solvent is not particularly limited.
  • the organic solvent may be evaporated under reduced pressure at a predetermined temperature range (eg, 4° C.-50° C.).
  • the storage method of the emulsified composition is not particularly limited.
  • the storage temperature of the emulsified composition can be 5° C. or higher and 50° C. or lower, 10° C. or higher and 40° C. or lower, or 20° C. or higher and 35° C. or lower.
  • the storage temperature of the emulsified composition is not limited to the above range, and the emulsion composition may be stored at 4° C. or less for a long period of time and stored within the above temperature range at the consumer's hand or the like.
  • the emulsified composition is preferably stored in a dark place.
  • the emulsified composition may be stored in a closed container filled with nitrogen.
  • the storage period of the emulsified composition may be 5 days or more, 7 days or more, or 14 days or more.
  • the upper limit of the storage period of the emulsified composition is not particularly limited.
  • the upper limit of the storage period may be calculated by experimentally calculating the period until the carotenoid residual rate reaches 10%.
  • the emulsified composition of the present embodiment can suppress a decrease in the cis-carotenoid ratio even when stored at room temperature, and can stably store cis-carotenoids. More specifically, according to the emulsified composition of the present embodiment, the ratio of the cis-carotenoid ratio after storage to the cis-carotenoid ratio before storage when stored in a dark place at 30 ° C. for 14 days is B/ A can be 0.4 or more.
  • the emulsified composition of the present embodiment effectively retains cis-carotenoids with higher bioactivity (antioxidant, anticancer, anti-obesity, etc.) in addition to higher bioavailability and accumulation than trans-carotenoids. can be made Therefore, it can be used for various purposes such as cosmetics and functional foods. That is, the emulsified composition of this embodiment is also useful as an emulsified composition for functional foods.
  • carotenoids lycope was used as a typical example of carotenes, and astaxanthin was used as a typical example of xanthophylls.
  • Part 1 Preparation of cis-lycopene-containing emulsified composition (Part 1) The isomerization step was performed according to the following procedure. As the trans-lycopene, lycopene purified from tomato oleoresin (Lyc-O-Mato (registered trademark) 15%, manufactured by Lycored Co., Ltd.) was used. The trans-lycopene ratio of this lycopene was 97.0% or more.
  • FIG. 2A shows the chromatogram of this lycopene (raw material). Lycopene was dissolved in ethyl acetate such that the concentration of total lycopene was 0.1 mg/ml.
  • FIG. 2B shows the lycopene chromatogram after cis isomerization.
  • emulsifiers were used in the emulsification process. Each emulsifier was dissolved in distilled water to a concentration of 0.5% to obtain a solution S2.
  • SFAE sucrose myristate, HLB16, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, Ryoto (registered trademark) Sugar Ester M-1695
  • PFAE Polyglycerin fatty acid ester
  • PFAE Decaglycerin myristate, HLB16, Mitsubishi Chemical Corporation
  • Ryoto registered trademark
  • polyglyester M-7D the following emulsifiers were used as reference examples.
  • Tween 20 polyoxyethylene sorbitan monolaurate, HLB 16.7, manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.
  • the emulsification process was performed according to the following procedure.
  • Solution S1 and solution S2 are mixed using a swirl mixer (manufactured by Sugiyama Shoji Co., Ltd., 4-1/16YSM-0.8-0.5-S), solution S1: solution S2 (volume ratio) 1:10, temperature 50 C. and a pressure of 5 MPa, and emulsified.
  • the ethyl acetate was evaporated to obtain a cis-lycopene-containing emulsified composition (No. 1).
  • lycopene not subjected to the cis-isomerization treatment (cis-lycopene ratio of 3.0% or less) was used as the solution S1, and trans An emulsified composition containing type lycopene was obtained.
  • cis-astaxanthin-containing emulsified composition A cis-astaxanthin-containing emulsified composition was obtained in the same manner except that the cis-lycopene-containing emulsified composition (Part 1) was adjusted and the following points were changed.
  • As the trans-astaxanthin astaxanthin manufactured by FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was used. The trans-astaxanthin ratio of this astaxanthin was 98.8%.
  • FIG. 6A shows the chromatogram of this astaxanthin (raw material).
  • the concentration of total astaxanthin in ethyl acetate was 0.05 mg/ml
  • the conditions for the cis isomerization treatment were a heating temperature of 200°C, a pressure of 10 MPa, and 15 seconds, and an antioxidant concentration of 2.0 mg/ml. ml.
  • the cis-astaxanthin ratio in the resulting cis-astaxanthin-containing solution (solution S1) was 61.0%.
  • FIG. 6B shows the chromatogram of astaxanthin after cis isomerization. In the emulsification process, solution S1:solution S2 (volume ratio) was set to 1:5.
  • an emulsion containing trans-astaxanthin was prepared in the same manner as the emulsified composition containing cis-astaxanthin, except that astaxanthin not subjected to cis-isomerization treatment (ratio of cis-astaxanthin: 1.2%) was used as solution S1.
  • a composition was obtained.
  • the extract was subjected to cis-isomerization treatment at a heating temperature of 160° C. and a pressure of 20 MPa to obtain a cis-lycopene-containing solution (solution S1).
  • the cis-lycopene ratio in the obtained cis-lycopene-containing solution (solution S1) was 70.8%.
  • PFAE polyglycerin fatty acid ester
  • the oleoresin (extract containing cis-lycopene) obtained by drying the solution S1 was used as it was. That is, the comparative example is a dried tomato extract with a cis-lycopene ratio of 70.8%.
  • Conditions for HPLC analysis (1) Conditions for normal-phase HPLC analysis of lycopene Apparatus: High performance liquid chromatograph Prominence system (SPD-M20A, manufactured by Shimadzu Corporation) Column: Nucleosil 300-5 (length: 250 mm ⁇ 3, inner diameter: 4.6 mm, particle size: 5 ⁇ m, manufactured by GL Sciences Inc.) Mobile phase: Hexane (containing 0.075% DIPEA (diisopropylethylamine)) Flow rate: 1.0 mL/min Detection wavelength: 460nm Column temperature: 40°C
  • Fig. 3B shows the ratio of cis carotenoids.
  • the cis-carotenoid ratio of the cis-lycopene-containing emulsified composition (Z-isomer-rich; Z) was 61.6% for Tween 20, 64.1% for SFAE, and 61.9% for PFAE.
  • the trans-lycopene-containing emulsified composition (all-E-isomer-rich; all-E) has a cis-carotenoid ratio of 8.8% for Tween 20, 5.7% for SFAE, and 9.0% for PFAE. rice field.
  • the average particle size is shown in FIG. 3C.
  • the average particle size of emulsified particles in the cis-lycopene-containing emulsified composition (Z-isomer-rich; Z) was 7.8 nm for Tween 20, 6.5 nm for SFAE, and 103.7 nm for PFAE.
  • the average particle size of emulsified particles in the emulsified composition containing trans-lycopene (all-E-isomer-rich; all-E) was 6.4 nm for Tween 20, 10.8 nm for SFAE, and 29.4 nm for PFAE. rice field.
  • FIG. 3D shows the particle size distribution of Tween 20
  • FIG. 3E shows the particle size distribution of SFAE
  • FIG. 3F shows the particle size distribution of PFAE.
  • FIG. 4A is the result of Tween 20
  • FIG. 4B is the result of SFAE
  • FIG. 4C is the result of PFAE.
  • FIG. 4D is the Tween 20 result
  • FIG. 4E is the SFAE result
  • FIG. 4F is the PFAE result.
  • the ratio B/A of the cis-lycopene ratio after storage to the cis-lycopene ratio before storage when stored in a dark place at 30° C. for 14 days is calculated and shown in Table 2.
  • FIGS. 4G-4I The average particle sizes after 3 days, 7 days, and 14 days are shown in FIGS. 4G-4I.
  • FIG. 4G is the Tween 20 result
  • FIG. 4H is the SFAE result
  • FIG. 4I is the PFAE result.
  • Emulsified Composition Containing Cis-Astaxanthin and Emulsified Composition Containing Trans-Astaxanthin (2-1) Encapsulation Efficiency, Cis-Astaxanthin Ratio, and Average Particle Size
  • the encapsulation efficiency is shown in FIG. 7A.
  • the encapsulation efficiency of the cis-astaxanthin-containing emulsified composition (Z-isomer) was 99.3% for Tween 20, 93.3% for PFAE, and 97.2% for SFAE.
  • the encapsulation efficiency of the trans-astaxanthin-containing emulsified composition (all-E-isomer) was 94.6% for Tween 20, 90.9% for PFAE, and 82.5% for SFAE.
  • Fig. 7B shows the ratio of cis-astaxanthin.
  • the cis-astaxanthin ratio of the emulsified composition (Z-isomer) containing cis-astaxanthin was 60.1% for Tween 20, 61.8% for PFAE, and 60.7% for SFAE.
  • the trans-astaxanthin-containing emulsified composition (all-E-isomer) had a cis-astaxanthin ratio of 5.2% for Tween 20, 5.2% for PFAE, and 3.7% for SFAE.
  • the average particle size is shown in FIG. 7C.
  • the average particle size of the cis-astaxanthin-containing emulsified composition (Z-isomer) was 14.3 nm for Tween 20, 27.9 nm for PFAE, and 8.2 nm for SFAE.
  • the average particle size of the trans-astaxanthin-containing emulsified composition (all-E-isomer) was 12.3 nm for Tween 20, 33.5 nm for PFAE, and 7.2 nm for SFAE.
  • 7D shows the particle size distribution of Tween 20
  • FIG. 7E shows the particle size distribution of PFAE
  • FIG. 7F shows the particle size distribution of SFAE.
  • FIG. 8A is the result of Tween 20
  • FIG. 8B is the result of PFAE
  • FIG. 8C is the result of SFAE.
  • the ratio B/A of the cis-astaxanthin ratio after storage to the cis-astaxanthin ratio before storage when stored in a dark place at 30° C. for 14 days is calculated and shown in Table 3.
  • Table 4 and Figures 8D to 8F show the residual astaxanthin rates after 3 days, 7 days, 14 days and 21 days.
  • FIG. 8D is the Tween 20 result
  • FIG. 8E is the PFAE result
  • FIG. 8F is the SFAE result.
  • FIGS. 8G-8I The average particle sizes after 3 days, 7 days, 14 days, and 21 days are shown in FIGS. 8G-8I.
  • FIG. 8G is the Tween 20 result
  • FIG. 8H is the PFAE result
  • FIG. 8I is the SFAE result.
  • the ratio B/A of the cis-lycopene ratio after storage to the cis-lycopene ratio before storage when stored in a dark place at 30° C. for 14 days is calculated and shown in Table 5.
  • the lycopene residual rate after 3 days, 7 days, 14 days and 21 days is shown in Table 6 and FIG. 9B.
  • the emulsifier of the cis-lycopene-containing emulsified composition (No. 2) is PFAE.
  • polyglycerol fatty acid ester as an emulsifier can suitably suppress the decrease in the cis-lycopene ratio.
  • B/A was 0.73 when stored in a dark place at 30°C for 14 days.
  • B/A was 0.87 when stored in a dark place at 30°C for 14 days.
  • polyglycerin fatty acid ester as an emulsifier can suitably suppress the decrease in the lycopene residual rate.
  • the lycopene residual rate was 77.1% when stored in a dark place at 30°C for 14 days.
  • the lycopene residual rate was 76.2% when stored in a dark place at 30°C for 14 days.
  • sucrose fatty acid ester was used as an emulsifier, the decrease in the ratio of cis-astaxanthin could be suitably suppressed.
  • the B/A was 1.04 when stored in a dark place at 30°C for 14 days.
  • the decrease in the carotenoid residual rate when stored at 30°C is thought to be due to the decomposition of carotenoids and the collapse of the emulsified structure.
  • Such a decrease in carotenoid residual rate can be suppressed by adding an antioxidant or thickening stabilizer. That is, it was suggested that the amount of cis-carotenoid in the emulsified composition can be ensured according to the technique of the present disclosure, which suppresses the decrease in the cis-carotenoid ratio by using a polyglycerol fatty acid ester or a sucrose fatty acid ester as an emulsifier. .

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Abstract

シス型カロテノイド含有の乳化組成物は、シス型カロテノイドと、ポリグリセリン脂肪酸エステル及びショ糖脂肪酸エステルからなる群より選択された少なくとも1種と、を含有する乳化組成物であって、カロテノイド全体に対するシス型カロテノイドの含有率が40質量%以上である。

Description

シス型カロテノイド含有の乳化組成物及びシス型カロテノイド含有の乳化組成物の製造方法
 本発明は、シス型カロテノイド含有の乳化組成物及びシス型カロテノイド含有の乳化組成物に関するものである。
 本願は、2021年12月22日に日本に出願された、特願2021-207971号に基づき優先権主張し、その内容をここに援用する。
 自然界に広く存在するカロテノイド類は強力な抗酸化作用を有し、カラーバリエーションが多様であることから、健康食品や化粧品、食用色素など幅広い用途で利用されている。
 カロテノイド類は、複数の炭素が連続する共役二重結合からなるポリエン部分とその両端が修飾されたエンドグループから成る構造を有し、構成原子から炭素と水素原子のみで構成されるカロテン類と分子内にアルコール、ケトン、エポキシなどの酸素原子を含むキサントフィル類に分類される。
 特許文献1には、ルテイン含有組成物が開示されている。ルテインと、特定のショ糖ステアリン酸モノエステルと、デカグリセリンステアリン酸モノエステル等を所定の条件下で処理することによって、ルテインの水系溶媒への分散安定性とルテインの長期間の化学構造の安定性が向上することが記載されている。
 特許文献2には、アスタキサンチン含有のクレンジング化粧料が開示されている。パルミチン酸エチルヘキシル又はパルミチン酸イソプロピルを含有すると共にトリラウリン酸ポリグリセリル-10を含有するオイル試料(クレンジング化粧料)において、カロテノイドの溶解性及び安定性が良好であり、洗浄性にも優れることが記載されている。
 特許文献3には、アスタキサンチンの乳化組成物を有効成分とする、対酸化ストレス保護組成物が開示されている。ヘマトコッカス藻色素20%オイル、デカグリセリンモノラウリン酸エステル、ショ糖ステアリン酸エステル等を含む乳化組成物によれば、優れた対酸化ストレス保護効果を奏することが記載されている。
 特許文献4には、アスタキサンチン、ルテイン、又はβ-カロテンを含有する油性組成物が開示されている。(A)グリセリン単位の数が1~2である特定のグリセリン脂肪酸エステルまたはポリグリセリン脂肪酸エステル、(B)ポリグリセリン縮合リシノレイン酸エステル、(C)グリセリン単位の数が5~10である特定のポリグリセリン脂肪酸エステルを含有する油性組成物において、分散性に優れ且つカロテノイド類の体内吸収性に優れることが記載されている。
特開2020-048480号公報 特開2011-241156号公報 特開2020-138943号公報 特開2020-015669号公報
 カロテノイドは分子内に多くの共役二重結合を有し、一般に、天然では二重結合が全てトランス体のトランス型として存在する。近年、トランス型カロテノイドよりもシス型カロテノイドの方が体内吸収性や蓄積性に加え、生理活性(抗酸化作用、抗がん作用、抗肥満作用、肌質改善作用など)が高いことが明らかとなり、その摂取が注目されている。一般に、シス型カロテノイドはトランス型カロテノイドを加熱、光照射、触媒添加等することにより得られる。しかし、シス型カロテノイドは不安定であるため、その実装が難しい状況である。
 特許文献1-4はカロテノイドとして、主にトランス型カロテノイドを含むと考えられる。また、特許文献1及び特許文献2では、カロテノイド全体の安定性について検討されているものの、全カロテノイド中のシス型カロテノイド比率の変化についてはなんら検討されていない。
 本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであって、シス型カロテノイドが安定化されたシス型カロテノイド含有の乳化組成物及びシス型カロテノイド含有の乳化組成物の製造方法を提供することを目的とする。
 本願発明者は、特定の油脂や有機溶媒中でシス型カロテノイドを保管した場合に、全カロテノイド中のシス型カロテノイド比率が低減するという新たな知見を得た。油脂や有機溶媒などの媒体に溶解/懸濁した状態では、シス型カロテノイドは容易にトランス型に戻る(異性化)する可能性が高いと考えられる。そのため、シス型アスタキサンチンの製品開発は困難であった。
本願発明者は、乳化剤に包接した状態ではシス型構造が固定され、トランス型に戻りにくくなると作業仮説を立て、シス型カロテノイドと乳化剤との関係を鋭意検討し、本開示の技術を開発するに至った。
 本発明の一態様であるシス型カロテノイド含有の乳化組成物は、シス型カロテノイドと、ポリグリセリン脂肪酸エステル及びショ糖脂肪酸エステルからなる群より選択された少なくとも1種と、を含有する乳化組成物であって、カロテノイド全体に対するシス型カロテノイドの含有率が40質量%以上である。
 本発明の別の態様であるシス型カロテノイド含有の乳化組成物の製造方法は、有機溶媒及び油脂から選ばれる媒体に溶解又は懸濁したトランス型カロテノイドを加熱によってシス異性化して、カロテノイド全体に対するシス型カロテノイドの含有率が40質量%以上であるシス型カロテノイド含有溶液を得て、前記シス型カロテノイド含有溶液と、ポリグリセリン脂肪酸エステル及びショ糖脂肪酸エステルからなる群より選択された少なくとも1種を含む溶液とを混合し、乳化させる。
 本発明によれば、シス型カロテノイドが安定化されたシス型カロテノイド含有の乳化組成物及びシス型カロテノイド含有の乳化組成物の製造方法を提供できる。
異性化工程及び乳化工程を説明するための図である。 原料に含まれるリコピンのHPLCクロマトグラムである。 異性化工程後のリコピンのHPLCクロマトグラムである。 シス型リコピン含有の乳化組成物(その1)の内包効率に関するグラフである。 シス型リコピン含有の乳化組成物(その1)のシス型カロテノイド比率に関するグラフである。 シス型リコピン含有の乳化組成物(その1)の平均粒径に関するグラフである。 モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタンの粒度分布に関するグラフである。 ショ糖ミリスチン酸エステルの粒度分布に関するグラフである。 ポリグリセリン脂肪酸エステルの粒度分布に関するグラフである。 シス型リコピン含有の乳化組成物(その1)の保管安定性に関するグラフである。 シス型リコピン含有の乳化組成物(その1)の保管安定性に関するグラフである。 シス型リコピン含有の乳化組成物(その1)の保管安定性に関するグラフである。 シス型リコピン含有の乳化組成物(その1)の保管安定性に関するグラフである。 シス型リコピン含有の乳化組成物(その1)の保管安定性に関するグラフである。 シス型リコピン含有の乳化組成物(その1)の保管安定性に関するグラフである。 シス型リコピン含有の乳化組成物(その1)の保管安定性に関するグラフである。 シス型リコピン含有の乳化組成物(その1)の保管安定性に関するグラフである。 シス型リコピン含有の乳化組成物(その1)の保管安定性に関するグラフである。 トランス型アスタキサンチンの化学構造である。 9シス型アスタキサンチンの化学構造である。 13シス型アスタキサンチンの化学構造である。 原料に含まれるアスタキサンチンのHPLCクロマトグラムである。 異性化工程後のアスタキサンチンのHPLCクロマトグラムである。 シス型アスタキサンチン含有の乳化組成物の内包効率に関するグラフである。 シス型アスタキサンチン含有の乳化組成物のシス型カロテノイド比率に関するグラフである。 シス型アスタキサンチン含有の乳化組成物の平均粒径に関するグラフである。 モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタンの粒度分布に関するグラフである。 ショ糖ミリスチン酸エステルの粒度分布に関するグラフである。 ポリグリセリン脂肪酸エステルの粒度分布に関するグラフである。 シス型アスタキサンチン含有の乳化組成物の保管安定性に関するグラフである。 シス型アスタキサンチン含有の乳化組成物の保管安定性に関するグラフである。 シス型アスタキサンチン含有の乳化組成物の保管安定性に関するグラフである。 シス型アスタキサンチン含有の乳化組成物の保管安定性に関するグラフである。 シス型アスタキサンチン含有の乳化組成物の保管安定性に関するグラフである。 シス型アスタキサンチン含有の乳化組成物の保管安定性に関するグラフである。 シス型アスタキサンチン含有の乳化組成物の保管安定性に関するグラフである。 シス型アスタキサンチン含有の乳化組成物の保管安定性に関するグラフである。 シス型アスタキサンチン含有の乳化組成物の保管安定性に関するグラフである。 シス型リコピン含有の乳化組成物(その2)の保管安定性に関するグラフである。 シス型リコピン含有の乳化組成物(その2)の保管安定性に関するグラフである。 シス型α-カロテンの化学構造の例である。 シス型β-カロテンの化学構造の例である。 9シス型ルテインの化学構造である。 13シス型ルテインの化学構造である。 15シス型ルテインの化学構造である。 9’シス型フコキサンチンの化学構造である。 13’シス型フコキサンチンの化学構造である。 13シス型フコキサンチンの化学構造である。 シス型ゼアキサンチンの化学構造の例である。 シス型カンタキサンチンの化学構造の例である。 シス型カプサンチンの化学構造の例である。 シス型カプソルビンの化学構造の例である。
 本発明における好ましい実施の形態を説明する。
 前記乳化組成物における、動的光散乱法を用いて測定された体積基準の平均粒径が、120nm以下であることが好ましい。
 前記乳化組成物における、カロテノイド全体に対するシス型カロテノイドの含有率をA(質量%)とし、前記乳化組成物を、30℃の暗所にて、14日間保管した後に測定した、カロテノイド全体に対するシス型カロテノイドの含有率をB(質量%)とした場合に、B/A≧0.4を満たすことが好ましい。このような構成によれば、シス型カロテノイド含有の乳化組成物を好適に常温保存することができる。
 上記のシス型カロテノイド含有の乳化組成物は、常温保管用として好適である。
 以下、本発明を具体化した実施形態について説明する。なお、本明細書において、数値範囲について「-」を用いた記載では、特に断りがない限り、下限値及び上限値を含むものとする。例えば、「10-20」という記載では、下限値である「10」、上限値である「20」のいずれも含むものとする。すなわち、「10-20」は、「10以上20以下」と同じ意味である。
1.シス型カロテノイド含有の乳化組成物
 シス型カロテノイド含有の乳化組成物は、シス型カロテノイドと、ポリグリセリン脂肪酸エステル及びショ糖脂肪酸エステルからなる群より選択された少なくとも1種と、を含有する乳化組成物であって、カロテノイド全体に対するシス型カロテノイドの含有率が40質量%以上である。以下、シス型カロテノイド含有の乳化組成物を、単に乳化組成物とも称する。
(1)シス型カロテノイド
 シス型カロテノイドは、カロテン類のシス型異性体であってもよく、キサントフィル類のシス型異性体であってもよい。本発明に用いられるカロテン類としては、α-カロテン、β-カロテン、γ-カロテン、トルレン、リコピン等が挙げられる。また、本発明に用いられるキサントフィル類としては、アスタキサンチン、ルテイン、フコキサンチン、カンタキサンチン、及びゼアキサンチン、カプサンチン、カプソルビン、ネオキサンチン、ビオラキサンチン、アドニキサンチン、アドニルビン、3-ヒドロキシエキネノン、3’-ヒドロキシエキネノン、エキネノン、α-およびβ-クリプトキサンチン等が挙げられる。シス型カロテノイドは、リコピン、α-カロテン、β-カロテン、アスタキサンチン、ルテイン、フコキサンチン、カンタキサンチン、ゼアキサンチン、カプサンチン及びカプソルビンからなる群より選ばれる1種以上のシス型異性体であることが好ましく、特にリコピン及びアスタキサンチンが好ましい。なお、本明細書及び請求の範囲において、シス型カロテノイドはフリー体であり、エステル体は包含しない。
 図10は、シス型α-カロテンの化学構造の例である。図11は、シス型β-カロテンの化学構造の例である。図12Aは、9シス型ルテインの化学構造である。図12Bは、13シス型ルテインの化学構造である。図12Cは、15シス型ルテインの化学構造である。図13Aは、9’シス型フコキサンチンの化学構造である。図13Bは、13’シス型フコキサンチンの化学構造である。図13Cは、13シス型フコキサンチンの化学構造である。図14は、シス型ゼアキサンチンの化学構造の例である。図15は、シス型カンタキサンチンの化学構造の例である。図16は、シス型カプサンチンの化学構造の例である。図17は、シス型カプソルビンの化学構造の例である。
 シス型カロテノイドの製造について用いられる原料としては、例えばリコピン(化学式C4056、分子量536.87 製造元:ライコレッド(株))、アスタキサンチン(化学式C4052、分子量596.841 製造元:富士フイルム和光純薬(株))、α-カロテン(化学式 C4056、分子量536.87 製造元:富士フイルム和光純薬(株))、β-カロテン(化学式C4056、分子量536.87 製造元:富士フイルム和光純薬(株))、ルテイン(化学式C4056、分子量 568.87 製造元: DHI Institute of Water and Environment (VKI))、フコキサンチン(化学式C4258、分子量 658.91製造元:富士フイルム和光純薬(株))、カンタキサンチン(化学式 C40H52O2、分子量 564.82 製造元:DHI Institute of Water and Environment (VKI))、ゼアキサンチン(化学式 C4056、分子量 568.88 製造元: DHI Institute of Water and Environment (VKI))、カプサンチン(化学式 C4056、分子量 584.87 製造元: LKT Labs, Inc)及びカプソルビン(化学式C4056、分子量: 600.88 製造元: CaroteNature)等のトランス型カロテノイドを用いることができる。
 シス型カロテノイドは、健康食品や食品色素、化粧品への利用の観点から、シス型リコピンであることがより好ましい。シス型リコピンは、カロテン類のシス型異性体の一例である。リコピンは、化学式C4056(分子量536.87)で表されるカロテノイドの1種である。リコピンは11個の共役二重結合を有するため、様々なシス異性体が存在する。本願においては、リコピンの11個の共役二重結合のうち1個でもシス型を含む異性体をシス型リコピンと称し、すべてがトランス型である異性体をトランス型リコピンと称する。単に「リコピン」という場合には、シス型リコピンとトランス型リコピンの双方を含むものとする。本願においては、炭素骨格がシス型のとき、その位置を番号で表す。例えば、図2Aに示すHPLCクロマトグラムにおいて、「all-E」はトランス型リコピンを表す。図2Bに示すHPLCクロマトグラムにおいて、「13Z」は、13位の炭素がシス型である13シス型リコピンを表す。「9Z」は、9位の炭素がシス型である9シス型リコピンを表す。1~10の番号は、未同定のシス型リコピンを表す。
 また、シス型カロテノイドは、健康食品や食品色素、化粧品、動物飼料の色揚げ剤への利用の観点から、シス型アスタキサンチンであることもより好ましい。シス型アスタキサンチンは、キサントフィル類のシス型異性体の一例である。アスタキサンチンは、化学式C4052(分子量596.841)で表されるカロテノイドの1種である。アスタキサンチンは、図5A~図5Cに示すように、9個の共役二重結合からなるポリエン鎖とその両端に付くエンドグループ(末端基)から構成されている。本願においては、ポリエン鎖の9個の共役二重結合のうち1個でもシス型を含む異性体をシス型アスタキサンチンと称し、すべてがトランス型である異性体をトランス型アスタキサンチンと称する。本願においては、炭素骨格がシス型のとき、その位置を番号で表す。例えば、図6Aに示すHPLCクロマトグラムにおいて、「all-E」は、トランス型アスタキサンチンを表す。図6Bに示すHPLCクロマトグラムにおいて、「9Z」は、9位の炭素がシス型である13シス型アスタキサンチンを表す。「13Z」は、13位の炭素がシス型である13シス型アスタキサンチンを表す。「xZ」は、未同定のシス型アスタキサンチンを表す。
 カロテノイド全体に対するシス型カロテノイドの含有率は、体内吸収性及び蓄積性、生理活性(抗酸化作用、抗がん作用、抗肥満作用など)の観点から、40質量%以上であり、好ましくは45質量%以上、より好ましくは50質量%以上、更に好ましくは55質量%以上、更に好ましくは60質量%以上である。また、上記のシス型カロテノイドの含有率は、製造性の観点から、好ましくは98質量%以下、より好ましくは95質量%以下、更に好ましくは90質量%以下である。上記のシス型カロテノイドの含有率の下限値及び上限値は任意に組み合わせることができる。例えば、上記のシス型カロテノイドの含有率は、40質量%以上98質量%以下であることが好ましい。なお、乳化組成物の総カロテノイド中、シス型カロテノイドの含有率の残部がトランス型カロテノイドの含有率である。
 以下、カロテノイドの質量(100%)を基準としたシス型カロテノイドの含有率(質量%)を単に「シス型カロテノイド比率(%)」ともいう。本開示において、カロテノイドの量及びシス型カロテノイド比率(%)は、逆相カラムや順相カラムを用いたHPLC(高速液体クロマトグラフィー)法により測定できる。定量は、クロマトグラム中における各カロテノイド異性体ピークのピーク面積に基づいてなされる。シス型カロテノイド比率(%)は、次の式により求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 乳化組成物における総カロテノイド濃度は、特に限定されない。総カロテノイド濃度とは、乳化組成物全体に対するシス型カロテノイドとトランス型カロテノイドの合計の量である。総カロテノイド濃度は、0.001mg/mL-100mg/mLであることが好ましく、0.01mg/mL-50mg/mLであることがより好ましく、0.1mg/mL-20mg/mLであることが更に好ましい。
(2)乳化剤(界面活性剤)
 シス型カロテノイド含有の乳化組成物は、乳化剤(界面活性剤)として、ポリグリセリン脂肪酸エステル及びショ糖脂肪酸エステルからなる群より選択された少なくとも1種(以下、特定の乳化剤とも称する)を含んでいる。ポリグリセリン脂肪酸エステル及びショ糖脂肪酸エステルは、食品用乳化剤としての使用実績が豊富であり安全性の観点で好ましい。また、ポリグリセリン脂肪酸エステル及びショ糖脂肪酸エステルは、他の乳化剤よりもHLB(Hydrophilic-Lipophilic Balance)の幅が広く、カロテノイドの種類や、乳化組成物の用途等に応じて適宜選択できる。ポリグリセリン脂肪酸エステル及びショ糖脂肪酸エステルは、例えばHLB11-19のものが好ましく、11-17のものがより好ましい。なお、HLBは、乳化剤の疎水性と親水性のバランスを表す数値であり、乳化実験により求めることができる。乳化剤として市販品を使用する場合には、カタログ値を参照してもよい。
(2-1)ポリグリセリン脂肪酸エステル
 ポリグリセリン脂肪酸エステルは、ポリグリセリンと脂肪酸を構成成分とする非イオン界面活性剤である。ポリグリセリン脂肪酸エステルは、ポリグリセリンの重合度、脂肪酸の種類、ポリグリセリンと脂肪酸の組み合わせ等を適宜変更して所望の性状とすることができる。
 ポリグリセリン脂肪酸エステルの構成成分であるポリグリセリンは、特に限定されない。構成成分であるポリグリセリンの平均重合度は、好ましくは5以上であり、より好ましくは6-14であり、更に好ましくは8-12である。
 なお、ポリグリセリンの平均重合度の測定方法として、一般に水酸基の末端分析法が使用されている。市販されているポリグリセリン脂肪酸エステルを用いる場合には、カタログ値をポリグリセリンの平均重合度として採用してもよい。
 ポリグリセリン脂肪酸エステルの構成成分である脂肪酸は、特に限定されない。構成成分である脂肪酸は、好ましくは炭素数8以上の脂肪酸であり、より好ましくは炭素数12-18の脂肪酸である。炭素数12-18の脂肪酸としては、例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等が挙げられる。これらの中でも、ミリスチン酸が好ましい。
 ポリグリセリン脂肪酸エステルとしては、デカグリセリンミリスチン酸エステル、デカグリセリンラウリン酸エステル、デカグリセリンパルミチン酸エステル、デカグリセリンステアリン酸エステル、デカグリセリンオレイン酸エステル等が挙げられる。これらの中でも、デカグリセリンミリスチン酸エステルがより好ましい。ポリグリセリン脂肪酸エステルは、1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 ポリグリセリン脂肪酸エステルは、シス型カロテノイドがカロテン類のシス型異性体である場合に用いられることが好ましく、シス型カロテノイドがシス型リコピンである場合に用いられることがより好ましい。ポリグリセリン脂肪酸エステルとシス型リコピンを組み合わせた場合には、後述するB/Aを0.7以上とすることができる。
 また、ポリグリセリン脂肪酸エステルは、シス型カロテノイドがキサントフィル類のシス型異性体である場合に用いられることも好ましく、シス型カロテノイドがシス型アスタキサンチンである場合に用いられることがより好ましい。ポリグリセリン脂肪酸エステルとシス型アスタキサンチンを組み合わせた場合には、後述するB/Aを0.8以上とすることができる。
(2-2)ショ糖脂肪酸エステル
 ショ糖脂肪酸エステルは、ショ糖と脂肪酸を構成成分とする非イオン界面活性剤である。ショ糖脂肪酸エステルは、脂肪酸の種類、モノエステル含有量等を適宜変更して所望の性状とすることができる。また、ショ糖脂肪酸エステルは、食品用乳化剤としての使用実績が特に豊富である。
 ショ糖脂肪酸エステルの構成成分である脂肪酸は、特に限定されない。構成成分である脂肪酸は、好ましくは炭素数8以上の脂肪酸であり、より好ましくは炭素数12-18の脂肪酸である。炭素数12-18の脂肪酸としては、例えば、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等が挙げられる。これらの中でも、ミリスチン酸が好ましい。
 ショ糖脂肪酸エステルのモノエステル含有量は、特に限定されない。モノエステル含有量は、好ましくは50質量%以上であり、より好ましくは60質量%以上であり、更に好ましくは70質量%以上である。モノエステル含有量は、好ましくは95質量%以下であり、より好ましくは90質量%以下である。
 ショ糖脂肪酸エステルとしては、ショ糖ミリスチン酸エステル、ショ糖ステアリン酸エステル、ショ糖パルミチン酸エステル、ショ糖オレイン酸エステル等が挙げられる。これらの中でも、ショ糖ミリスチン酸エステルがより好ましい。ショ糖脂肪酸エステルは、1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 ショ糖脂肪酸エステルは、シス型カロテノイドがキサントフィル類のシス型異性体である場合に用いられることが好ましく、シス型カロテノイドがシス型アスタキサンチンである場合に用いられることがより好ましい。ショ糖脂肪酸エステルとシス型アスタキサンチンを組み合わせた場合には、後述するB/Aを0.9以上とすることができる。
(2-3)特定の乳化剤の含有量
 乳化組成物における特定の乳化剤の含有量は特に限定されない。特定の乳化剤の含有量は、乳化組成物全体の0.05質量%-10質量%が好ましく、0.1質量%-5質量%がより好ましく、0.2質量%-1質量%が更に好ましい。
(3)分散溶媒及びその他の成分
 乳化組成物の分散溶媒は、特に限定されない。分散溶媒は、例えば、水、グリセリン、プロピレングリコール、液糖、還元水あめ、糖アルコール等からなる群より選択される少なくとも1種以上であり、好ましくは水である。これらの分散溶媒は単体で用いても良いし、混合して用いても良い。
 乳化組成物は、カロテノイドの分解、特にシス異性化工程におけるカロテノイドの分解を抑制する観点から、任意成分として抗酸化剤を含んでいることが好ましい。抗酸化剤としては、トコフェノール類、トコトリエノール類、ポリフェノール類、グルタチオン、ブチルヒドロキシアニソール(BHA)、ジブチルヒドロキシトルエン(BHT)、パルミチン酸アスコルビル(PAVC)、及びアスコルビン酸(VC)からなる群より選ばれる1種以上であることが好ましい。これらの中でも、α-トコフェノール等のトコフェノール類がより好ましい。また、安全性の観点から、抗酸化剤は食品添加物として用いられるものが好ましい。
 乳化組成物における抗酸化剤の濃度は、好ましくは0.01mg/mL-10mg/mLであり、より好ましくは0.02mg/mL-5mg/mLであり、さらに好ましくは0.05mg/mL-1mg/mLである。
 乳化組成物は、それ以外にも、カロテノイドのシス異性化を促進する異性化促進触媒、食品に添加可能なゲル化剤、増粘剤、賦形剤、糖類、タンパク質、塩、酸、香料、色素等の添加剤を含んでも良い。また、乳化組成物は、モノグリセリン脂肪酸エステル、レシチン等の他の乳化剤を含んでいてもよい。このような任意の成分としては、飲食品、化粧料、医薬品に使用可能なものが好適である。
(4)乳化組成物中の乳化粒子
 乳化組成物は、カロテノイドを包接するという観点から、水中油(o/w、w/o/w)型の乳化物組成物であることが好ましい。水中油型の乳化物組成物において、乳化組成物中の乳化粒子の径は特に限定されない。乳化組成物における、動的光散乱法を用いて測定された体積基準の平均粒径は、シス型カロテノイドの安定性の観点から、好ましくは120nm以下であり、より好ましくは100nm以下、80nm以下、60nm以下、45nm以下、35nm以下である。乳化組成物中の乳化粒子の平均粒径は、0nmより大きく、例えば3nm以上である。
 本開示において、乳化組成物中の乳化粒子の平均粒径は、動的光散乱光の体積基準で測定する。より具体的には、例えば、Ono, M., Honda, M., Wahyudiono, Yasuda, K., Kanda, H., & Goto, M. (2018). The Journal of Supercritical Fluids, 138, 124-131、Zhang, Y., Murakami, K., Goto, M., & Honda, M. (2021). ACS Food Science & Technology. 1(9), 1652-1660.に記載の方法を参考にして測定できる。
 なお、乳化組成物中の乳化粒子の平均粒径は、例えば、ゲル化剤と増粘剤の使用、分散装置の選定(例えば、スワールミキサーの使用)等によってコントロールできる。
 乳化物組成物において、カロテノイドの内包効率は特に限定されない。カロテノイドの内包効率は、好ましくは35%以上であり、より好ましくは40%以上、50%以上、60%以上である。本発明者は、カロテノイドがカロテン類(例えばリコピン)である場合には、トランス型カロテノイドの内包効率が例えば30%以下となるという知見を別に得ている。本実施形態によれば、カロテノイドがカロテン類(例えばリコピン)であっても、高い内包効率(例えば35%以上)を実現できる。また、カロテノイドがキサントフィル類(例えばアスタキサンチン)である場合において、カロテノイドの内包効率は、好ましくは80%以上であり、85%以上、90%以上、93%以上であってもよい。
 シス型リコピン含有の乳化組成物における内包されたリコピンの量は、例えば、De Pazet al. (2012). Food Hydrocolloids, 26, 17-27、上記のOno et al. (2018)、Tan, C. P., & Nakajima, M. (2005). Food Chemistry, 92, 661-671.に記載の分光光度計を用いた方法によって測定できる。また、シス型アスタキサンチン含有の乳化組成物における内包されたアスタキサンチンの量は、例えば、上記のOno et al. (2018)、上記のZhang et al. (2021)に記載の方法によって測定できる。その他の種類のカロテノイドについても、上記の方法に類する方法によって測定できる。内包効率(%)は、添加された全カロテノイドの量に対する内包された全カロテノイドの量として、次の式により求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
(6)乳化組成物の保管に関する要件
 乳化組成物は、乳化組成物における、カロテノイド全体に対するシス型カロテノイドの含有率をA(質量%)とし、乳化組成物を、30℃の暗所にて、14日間保管した後に測定した、カロテノイド全体に対するシス型カロテノイドの含有率をB(質量%)とした場合に、
 B/A≧0.4
 を満たすことが好ましい。
 乳化組成物は、B/A≧0.5を満たすことがより好ましく、B/A≧0.6、B/A≧0.7、B/A≧0.8、B/A≧0.9を満たすことが更に好ましい。
 なお、B/Aの上限は特に限定されないが、通常B/A≦1.2であり、B/A≦1.1であってもよい。
 B/Aは、30℃の暗所にて、14日間保管した場合の保管前のシス型カロテノイド比率に対する保管後のシス型カロテノイド比率の割合である。30℃で保管した場合にシス型カロテノイドの量が減少する要因としては、シス型カロテノイドがトランス型カロテノイドへ変化すること、シス型カロテノイド及びトランス型カロテノイドの分解等が考えられる。B/Aが1.0に近い値であるということは、30℃の暗所にて、シス型カロテノイドが安定的に保管されていることの一つの指標となる。
 本実施形態の乳化物は、常温保管用として好適である。「常温」としては、例えば5℃以上35℃以下である。常温保管用の乳化組成物は、30℃の暗所にて、14日間保管した後のカロテノイド残存率(%)が35%以上であることが好ましく、40%以上、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上であることがより好ましい。カロテノイド残存率(%)は通常100%以下である。カロテノイド残存率(%)は、保管前の乳化組成物の吸光度に対する保管後の乳化組成物の吸光度として、次の式により求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 なお、吸光度は、例えば、紫外可視近赤外分光光度計(UV―1280、島津製作所製)を用いて以下の測定波長にて測定できる。
<測定波長>
 シス型リコピン含有の乳化組成物:472nm
 シス型アスタキサンチン含有の乳化組成物:474nm
 なお、後述する比較例であるトランス型リコピン含有の乳化組成物については測定波長472nm、トランス型アスタキサンチン含有の乳化組成物については測定波長482nmとするとよい。その他の種類のカロテノイド含有の乳化組成物についても、例えば400nm-500nmの特定の波長にて吸光度を適宜測定できる。
2.乳化組成物の製造方法
 乳化組成物の製造方法の一例を説明する。乳化組成物の製造方法は、有機溶媒及び油脂から選ばれる媒体に溶解又は懸濁したトランス型カロテノイドを加熱によってシス異性化して、カロテノイド全体に対するシス型カロテノイドの含有率が40質量%以上であるシス型カロテノイド含有溶液(以下、溶液S1とも称する)を得て、シス型カロテノイド含有溶液と、ポリグリセリン脂肪酸エステル及びショ糖脂肪酸エステルからなる群より選択された少なくとも1種を含む溶液(以下、溶液S2とも称する)とを混合し、乳化させる。以下、溶液S1を得る工程を異性化工程と称し、溶液S1と溶液S2とを混合し、乳化させる工程を乳化工程と称する。このような乳化組成物の製造方法は、連続式(フロー式)で行うことができる。
(1)異性化工程
 異性化工程は、図1に示される高温高圧装置10を用いて行うことができる。高温高圧装置10は、原料供給部11、高圧ポンプ12、加熱部13、冷却部14、背圧弁15、回収部16を備えている。異性化工程では、流路を流れるトランス型カロテノイドと媒体(有機溶媒又は油脂)との混合物を加熱し、加熱後に、流路を流れる加熱された混合物を冷却する。有機溶媒を使用した場合には、混合物の加熱時において、有機溶媒が亜臨界流体として存在することが好ましい。なお、異性化工程において、混合液は抗酸化剤を含んでいることが好ましい。すなわち、得られた溶液S1は、シス型カロテノイドと有機溶媒又は油脂を含み、任意の成分として抗酸化剤を含んでいる。
 トランス型カロテノイドには、市販品を用いることができる。トランス型カロテノイドは、化学合成品であってもよく、天然物由来のカロテノイドであってもよく、これらを混合したものであってもよい。飲食品用としては、安全性の観点から、天然物由来のトランス型カロテノイドであることがより好ましい。天然物由来のトランス型カロテノイドは、トマト等の天然物を乾燥し、粉末状にしたドライパウダーに含まれる形態であってもよい。トランス型カロテノイドを含む原料には、シス型カロテノイドが所定の割合(例えば10質量%以下)含まれていてもよい。
 なお、乳化組成物において、シス型カロテノイドを得る方法は特に限定されず、上記以外のシス異性化方法(加熱、光照射、触媒の添加等)であってもよく、カロテノイドから
シス型カロテノイドを分離、抽出する方法等であってもよい。
(2)乳化工程
 乳化工程は、例えば、図1に示される乳化装置20を用いて行うことができる。乳化装置20は、原料供給部(高温高圧装置10の回収部と共通)16、第1ポンプ22、第2ポンプ23、加熱室24、分散装置25、背圧弁26を備えている。第1ポンプ22は、溶液S1が流通する流路に設けられている。第2ポンプ23は、溶液S2が流通する流路に設けられている。図1の分散装置25は、溶液S1と溶液S2の混合部に旋回流を発生させるスワールミキサーである。分散装置25における、乳化処理の条件は、例えば、20℃-60℃、0.1MPa-10MPaである。溶液S2としては、濃度0.1質量%-1質量%の乳化剤溶液を用いることができる。溶液S1と溶液S2の混合比(溶液S1:溶液S2、体積比)は、例えば、1:5-1:20である。分散装置は、特に限定されず、それ以外にも、高速せん断乳化機、超音波乳化機、高圧型乳化機等であってもよい。
 なお、乳化工程の後に、乳化工程で得られた溶液から有機溶媒を除去する工程を更に備えていてもよい。有機溶媒を除去する方法は特に限定されない。例えば、減圧下、所定の温度域(例えば4℃-50℃)にて、有機溶媒を蒸発させてもよい。
3.乳化組成物の保管方法
 乳化組成物の保管方法は特に限定されない。乳化組成物の保管温度は、5℃以上50℃以下、10℃以上40℃以下、20℃以上35℃以下とすることができる。なお、乳化組成物の保管温度は、上記の範囲に限られず、長期には4℃以下で保管して、需要者の手元等において上記の温度範囲で保管してもよい。乳化組成物の保管場所は、暗所であることが好ましい。乳化組成物を、窒素が充填された密閉容器に封入した状態で保管してもよい。乳化組成物の保管期間は、5日以上、7日以上、14日以上であってもよい。乳化組成物の保管期間の上限は特に限定されず、例えば、カロテノイド残存率が10%となるまでの期間を試験的に算出して、保管期間の上限としてもよい。
4.本実施形態の効果
 以上説明したように、本実施形態の乳化組成物は、常温で保管した場合であってもシス型カロテノイド比率の低減を抑制でき、シス型カロテノイドを安定して保管できる。より具体的には、本実施形態の乳化組成物によれば、30℃の暗所にて、14日間保管した場合の保管前のシス型カロテノイド比率に対する保管後のシス型カロテノイド比率の割合B/Aを、0.4以上とすることができる。
 本実施形態の乳化組成物は、トランス型カロテノイドよりも体内吸収性や蓄積性に加え、生理活性(抗酸化作用、抗がん作用、抗肥満作用など)が高いシス型カロテノイドを効果的に残存させることができる。このため、化粧品や機能性食品等の様々な用途に活用可能である。すなわち、本実施形態の乳化組成物は、機能性食品用乳化組成物としても有用である。
 以下、実施例により更に具体的に説明する。
 なお、カロテノイド類のうち、カロテン類の典型例としてリコペを、キサントフィル類の典型例としてアスタキサンチンを用いて実施した。
1.シス型リコピン含有の乳化組成物(その1)の調整
 異性化工程は以下の手順で行った。トランス型リコピンとして、トマトオレオレジン(ライコレッド株式会社製、Lyc-O-Mato(登録商標) 15%)から精製したリコピンを用いた。このリコピンのトランス型リコピン比率は、97.0%以上であった。図2Aに、このリコピン(原料)のクロマトグラムを示す。リコピンを、総リコピンの濃度が0.1mg/mlとなるように酢酸エチルに溶解した。さらに、抗酸化剤としてα-トコフェノール(東京化学工業社製)を、酢酸エチルに1mg/ml添加した。得られた酢酸エチル溶液を、加熱温度160℃、圧力10MPa、30秒の条件でシス異性化処理して、シス型リコピン含有溶液(溶液S1)を得た。得られたシス型リコピン含有溶液(溶液S1)におけるシス型リコピン比率は62.5%であった。図2Bに、シス異性化後のリコピンのクロマトグラムを示す。
 乳化工程には以下の乳化剤を用いた。各乳化剤を、0.5%になるように蒸留水に溶解し溶液S2を得た。
・ショ糖脂肪酸エステル(SFAE):ショ糖ミリスチン酸エステル、HLB16、三菱ケミカル株式会社製、リョートー(登録商標)シュガーエステル M-1695・ポリグリセリン脂肪酸エステル(PFAE):デカグリセリンミリスチン酸エステル、HLB16、三菱ケミカル株式会社製、リョートー(登録商標)ポリグリエステル M-7D
 なお、参考例として、以下の乳化剤を用いた。
・Tween20:モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、HLB16.7、関東化学社製
 乳化工程は以下の手順で行った。溶液S1と溶液S2を、スワールミキサー(杉山商事社製、4-1/16YSM-0.8-0.5-S)を用いて、溶液S1:溶液S2(体積比)1:10、温度50℃、圧力5MPaの条件にて混合し、乳化させた。酢酸エチルを蒸発させ、シス型リコピン含有の乳化組成物(その1)を得た。
 比較例として、溶液S1としてシス異性化処理を行わないリコピン(シス型リコピン比率3.0%以下)を用いた他は、シス型リコピン含有の乳化組成物(その1)と同様にして、トランス型リコピン含有の乳化組成物を得た。
2.シス型アスタキサンチン含有の乳化組成物の調整
 シス型リコピン含有の乳化組成物(その1)の調整と以下の点を変更した他は、同様にしてシス型アスタキサンチン含有の乳化組成物を得た。
 トランス型アスタキサンチンとして、富士フイルム和光純薬株式会社製のアスタキサンチンを用いた。このアスタキサンチンのトランス型アスタキサンチン比率は、98.8%であった。図6Aに、このアスタキサンチン(原料)のクロマトグラムを示す。異性化工程において、酢酸エチル中の総アスタキサンチンの濃度を0.05mg/mlとし、シス異性化処理の条件を加熱温度200℃、圧力10MPa、15秒とし、抗酸化剤の濃度を2.0mg/mlをとした。得られたシス型アスタキサンチン含有溶液(溶液S1)におけるシス型アスタキサンチン比率は61.0%であった。図6Bに、シス異性化後のアスタキサンチンのクロマトグラムを示す。乳化工程において、溶液S1:溶液S2(体積比)を1:5とした。
 比較例として、溶液S1としてシス異性化処理を行わないアスタキサンチン(シス型アスタキサンチン比率1.2%)を用いた他は、シス型アスタキサンチン含有の乳化組成物と同様にして、トランス型アスタキサンチン含有の乳化組成物を得た。
3.シス型リコピン含有の乳化組成物(その2)の調整
 シス型リコピン含有の乳化組成物(その1)の調整と以下の点を変更した他は、同様にしてシス型リコピン含有の乳化組成物(その2)を得た。
 トランス型リコピン含有の原料として、リコピン含有量110mg/100g、シス型リコピン比率8.2%、含水率6.5%のトマトパウダー(販売元:シーアンドエー株式会社)を用いた。トマトパウダーをエタノールに加え、リコピンを抽出した。なお、エタノールには抗酸化剤は加えなかった。抽出液を、加熱温度160℃、圧力20MPaの条件でシス異性化処理して、シス型リコピン含有溶液(溶液S1)を得た。得られたシス型リコピン含有溶液(溶液S1)におけるシス型リコピン比率は70.8%であった。溶液S2として、ポリグリセリン脂肪酸エステル(PFAE)を、0.5%になるように蒸留水に溶解したものを用いた。
 比較例として、溶液S1を乾燥して得られたオレオレジン(シス型リコピン含有の抽出物)をそのまま用いた。すなわち、比較例は、シス型リコピン比率が70.8%の乾燥トマト抽出物である。
3.HPLC分析の条件
(1)リコピンの順相HPLC分析の条件
 装置:高速液体クロマトグラフProminence システム(SPD-M20A、株式会社島津製作所社製)
 カラム:Nucleosil 300‐5(長さ:250mm×3本、内径:4.6mm、粒子径:5μm、ジーエルサイエンス株式会社製)
 移動相:ヘキサン(0.075% DIPEA(ジイソプロピルエチルアミン)含有)
 流速:1.0mL/min
 検出波長:460nm
 カラム温度:40℃
(2)アスタキサンチンの順相HPLC分析の条件
 装置:高速液体クロマトグラフProminence システム(SPD-M20A、株式会社島津製作所社製)
 カラム:Penomenex sirica gel luna(2)(長さ:150mm×2本、内径:4.6mm、粒子径:5μm、Penomenex社製)
 移動相:ヘキサン/酢酸エチル/アセトン(体積比 70:20:10)
 流速:1.2mL/min
 検出波長:470nm
 カラム温度:40℃
4.評価方法
(1)乳化組成物の内包効率、シス型カロテノイド比率、及び平均粒径
 乳化組成物の内包効率及びシス型カロテノイド比率は、実施形態に記載の方法によって測定した。
 シス型リコピン含有の乳化組成物中の乳化粒子の平均粒径は、動的光散乱式粒子径測定装置(NanoSAQLA、大塚電子社製)を用いて体積基準モードにより測定した。シス型アスタキサンチン含有の乳化組成物中の乳化粒子の平均粒径は、実施形態に記載のZhang et al., (2021)の方法によって測定した。
(2)乳化組成物の保管安定性
 乳化組成物を、4℃又は30℃の暗所にて保管し、3日後、7日後、14日後(場合によって21日後)のシス型カロテノイド比率、カロテノイド残存率、平均粒径を算出した。
5.結果及び考察
(1)シス型リコピン含有の乳化組成物(その1)及びトランス型リコピン含有の乳化組成物
(1-1)内包効率、シス型カロテノイド比率、及び平均粒径
 内包効率を図3Aに示す。シス型リコピン含有の乳化組成物(Z-isomer-rich;Z)の内包効率は、Tween20で67.9%、SFAEで62.3%、PFAEで62.3%であった。トランス型リコピン含有の乳化組成物(all-E-isomer-rich;all-E)の内包効率は、Tween20で23.3%、SFAEで27.7%、PFAEで28.4%であった。
 シス型カロテノイド比率を図3Bに示す。シス型リコピン含有の乳化組成物(Z-isomer-rich;Z)のシス型カロテノイド比率は、Tween20で61.6%、SFAEで64.1%、PFAEで61.9%であった。トランス型リコピン含有の乳化組成物(all-E-isomer-rich;all-E)のシス型カロテノイド比率は、Tween20で8.8%、SFAEで5.7%、PFAEで9.0%であった。
 平均粒径を図3Cに示す。シス型リコピン含有の乳化組成物(Z-isomer-rich;Z)中の乳化粒子の平均粒径は、Tween20で7.8nm、SFAEで6.5nm、PFAEで103.7nmであった。トランス型リコピン含有の乳化組成物(all-E-isomer-rich;all-E)中の乳化粒子の平均粒径は、Tween20で6.4nm、SFAEで10.8nm、PFAEで29.4nmであった。なお、図3DはTween20、図3EはSFAE、図3FはPFAEの粒度分布である。
(1-2)安定保管性
 3日後、7日後、14日後のリコピン残存率を、表1及び図4A-図4Cに示す。図4AはTween20の結果であり、図4BはSFAEの結果であり、図4CはPFAEの結果である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 3日後、7日後、14日後のシス型リコピン比率を、表2及び図4D-図4Fに示す。図4DはTween20の結果であり、図4EはSFAEの結果であり、図4FはPFAEの結果である。30℃の暗所にて、14日間保管した場合の保管前のシス型リコピン比率に対する保管後のシス型リコピン比率の割合B/Aを算出して、表2に併記する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 3日後、7日後、14日後の平均粒径を、図4G-図4Iに示す。図4GはTween20の結果であり、図4HはSFAEの結果であり、図4IはPFAEの結果である。
(2)シス型アスタキサンチン含有の乳化組成物及びトランス型アスタキサンチン含有の乳化組成物
(2-1)内包効率、シス型アスタキサンチン比率、及び平均粒径
 内包効率を図7Aに示す。シス型アスタキサンチン含有の乳化組成物(Z-isomer)の内包効率は、Tween20で99.3%、PFAEで93.3%、SFAEで97.2%であった。トランス型アスタキサンチン含有の乳化組成物(all-E-isomer)の内包効率は、Tween20で94.6%、PFAEで90.9%、SFAEで82.5%であった。
 シス型アスタキサンチン比率を図7Bに示す。シス型アスタキサンチン含有の乳化組成物(Z-isomer)のシス型アスタキサンチン比率は、Tween20で60.1%、PFAEで61.8%、SFAEで60.7%であった。トランス型アスタキサンチン含有の乳化組成物(all-E-isomer)のシス型アスタキサンチン比率は、Tween20で5.2%、PFAEで5.2%、SFAEで3.7%であった。
 平均粒径を図7Cに示す。シス型アスタキサンチン含有の乳化組成物(Z-isomer)の平均粒径は、Tween20で14.3nm、PFAEで27.9nm、SFAEで8.2nmであった。トランス型アスタキサンチン含有の乳化組成物(all-E-isomer)の平均粒径は、Tween20で12.3nm、PFAEで33.5nm、SFAEで7.2nmであった。なお、図7DはTween20、図7EはPFAE、図7FはSFAEの粒度分布である。
(2-2)安定保管性
 3日後、7日後、14日後、21日後のシス型アスタキサンチン比率を、表3及び図8A-図8Cに示す。図8AはTween20の結果であり、図8BはPFAEの結果であり、図8CはSFAEの結果である。30℃の暗所にて、14日間保管した場合の保管前のシス型アスタキサンチン比率に対する保管後のシス型アスタキサンチン比率の割合B/Aを算出して、表3に併記する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 3日後、7日後、14日後、21日後のアスタキサンチン残存率を、表4及び図8D-図8Fに示す。図8DはTween20の結果であり、図8EはPFAEの結果であり、図8FはSFAEの結果である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 3日後、7日後、14日後、21日後の平均粒径を、図8G-図8Iに示す。図8GはTween20の結果であり、図8HはPFAEの結果であり、図8IはSFAEの結果である。
(3)シス型リコピン含有の乳化組成物(その2)及びシス型リコピン含有の抽出物
(3-1)安定保管性
 3日後、7日後、14日後、21日後のシス型リコピン比率を、表5及び図9Aに示す。30℃の暗所にて、14日間保管した場合の保管前のシス型リコピン比率に対する保管後のシス型リコピン比率の割合B/Aを算出して、表5に併記する。3日後、7日後、14日後、21日後のリコピン残存率を、表6及び図9Bに示す。なお、シス型リコピン含有の乳化組成物(その2)の乳化剤は、PFAEである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
(4)考察
 ポリグリセリン脂肪酸エステルを乳化剤として用いた場合には、シス型リコピン比率の低減を好適に抑制できることがわかった。例えば、シス型リコピン含有の乳化組成物(その1)において、30℃の暗所にて、14日間保管した場合のB/Aを0.73とすることができた。また、シス型リコピン含有の乳化組成物(その2)において、30℃の暗所にて、14日間保管した場合のB/Aを0.87とすることができた。
 また、ポリグリセリン脂肪酸エステルを乳化剤として用いた場合には、リコピン残存率の低減を好適に抑制できることがわかった。例えば、シス型リコピン含有の乳化組成物(その1)において、30℃の暗所にて、14日間保管した場合の、リコピン残存率を77.1%とすることができた。また、シス型リコピン含有の乳化組成物(その2)において、30℃の暗所にて、14日間保管した場合の、リコピン残存率を76.2%とすることができた。
 ショ糖脂肪酸エステルを乳化剤として用いた場合には、シス型アスタキサンチン比率の低減を好適に抑制できることがわかった。例えば、シス型アスタキサンチン含有の乳化組成物において、30℃の暗所にて、14日間保管した場合のB/Aを1.04とすることができた。
 なお、30℃で保管した場合のカロテノイド残存率の低下は、カロテノイドの分解や乳化構造の崩壊が原因と考えられる。このようなカロテノイド残存率の低下は、抗酸化剤や増粘安定剤を添加する等して抑制し得る。すなわち、ポリグリセリン脂肪酸エステル又はショ糖脂肪酸エステルを乳化剤として用いてシス型カロテノイド比率の低減を抑制する本開示の技術によれば、乳化組成物中のシス型カロテノイドの量を確保できることが示唆された。
6.実施例の効果
 本実施例によれば、シス型カロテノイドが安定化されたシス型カロテノイド含有の乳化組成物及びシス型カロテノイド含有の乳化組成物の製造方法を提供できた。
 前述の例は単に説明を目的とするものでしかなく、本発明を限定するものと解釈されるものではない。本発明を典型的な実施形態の例を挙げて説明したが、本発明の記述および図示において使用された文言は、限定的な文言ではなく説明的および例示的なものであると理解される。ここで詳述したように、その形態において本発明の範囲または本質から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内で変更が可能である。ここでは、本発明の詳述に特定の構造、材料および実施例を参照したが、本発明をここにおける開示事項に限定することを意図するものではなく、むしろ、本発明は添付の特許請求の範囲内における、機能的に同等の構造、方法、使用の全てに及ぶものとする。
 本発明は上記で詳述した実施形態に限定されず、本発明の請求項に示した範囲で様々な変形または変更が可能である。
 10 高温高圧装置
 11 原料供給部
 12 高圧ポンプ
 13 加熱部
 14 冷却部
 15 背圧弁
 16 回収部、原料供給部
 20 乳化装置
 22 第1ポンプ
 23 第2ポンプ
 24 加熱室
 25 分散装置
 26 背圧弁

Claims (9)

  1.  シス型カロテノイドと、ポリグリセリン脂肪酸エステル及びショ糖脂肪酸エステルからなる群より選択された少なくとも1種と、を含有する乳化組成物であって、
     カロテノイド全体に対するシス型カロテノイドの含有率が40質量%以上であるシス型カロテノイド含有の乳化組成物。
  2.  前記乳化組成物における、動的光散乱法を用いて測定された体積基準の平均粒径が、120nm以下である請求項1に記載のシス型カロテノイド含有の乳化組成物。
  3.  前記乳化組成物における、カロテノイド全体に対するシス型カロテノイドの含有率をA(質量%)とし、
     前記乳化組成物を、30℃の暗所にて、14日間保管した後に測定した、カロテノイド全体に対するシス型カロテノイドの含有率をB(質量%)とした場合に、
     B/A≧0.4
     を満たす請求項1に記載のシス型カロテノイド含有の乳化組成物。
  4. 常温保管用である請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載のシス型カロテノイド含有の乳化組成物。
  5.  さらに抗酸化剤を含む請求項1に記載のシス型カロテノイド含有の乳化組成物。
  6.  リコピン、α-カロテン、β-カロテン、アスタキサンチン、ルテイン、フコキサンチン、カンタキサンチン、ゼアキサンチン、カプサンチン及びカプソルビンからなる群より選ばれる1種以上である請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載のシス型カロテノイド含有の乳化組成物。
  7.  シス型カロテノイドがシス型リコピンである請求項6記載のシス型カロテノイド含有の乳化組成物。
  8.  シス型カロテノイドがシス型アスタキサンチンである請求項6記載のシス型カロテノイド含有の乳化組成物。
  9.  有機溶媒及び油脂から選ばれる媒体に溶解又は懸濁したトランス型カロテノイドを加熱によってシス異性化して、カロテノイド全体に対するシス型カロテノイドの含有率が40質量%以上であるシス型カロテノイド含有溶液を得て、
     前記シス型カロテノイド含有溶液と、ポリグリセリン脂肪酸エステル及びショ糖脂肪酸エステルからなる群より選択された少なくとも1種を含む溶液とを混合し、乳化させるシス型カロテノイド含有の乳化組成物の製造方法。
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