JP4413464B2 - 水溶性の豆ベース抽出物 - Google Patents
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Description
(発明の背景)
栄養学的研究の最新かつ最も興味をそそる領域の1つは、フィトケミカル(植物化学物質)と呼ばれる食物成分に関する。イソフラボンとその誘導体を始めとするフィトケミカルは、植物でのみ見出され、栄養素としては分類されていないが我々の健康に深く影響を及ぼしている。例えば”Phytochemicals, A new paradigm” W.R.Bidlackら編、Technomic publishing Co.Inc出版、1998年を参照されたい。
【0002】
フィトケミカルの発見は、栄養学の新時代の始まりを引き起こした。大豆を始めとする豆に見出されるフィトケミカルは、特に重要である。豆および豆から作られる製品、例えば大豆と大豆製品は、癌のような多くの成人病の発生率を低下させるための特有のアプローチを提供する。例えば、Journal of Agricultural Food Chemistry、第42巻、1666頁(1994年)、同雑誌、第43巻、1184頁(1995年)を参照されたい。最近の研究により、1日当たりたった一杯の大豆食品を消費するだけで、そのようなフィトケミカルの恩恵を得るのに十分であり得ることがわかっている。(”The simple soybean and your health”M. Messinaら著、Avery publishing Group出版(ニューヨーク州Garden City Park)、1994年を参照。)
【0003】
しかしながら、多くの人々が、その匂い、味およびテクスチャーの理由から、大豆食品を食べることを好まない。大豆食品への嫌悪をなくす1つの方法は、栄養補助食品として大豆イソフラボンを摂取することだろう。不運にも、大豆イソフラボンおよびその誘導体は、水へのそれらの溶解度が低いため、栄養補助食品としては利用されていない。”Genistein”R.Elkins著,Woodland Publishing出版(ユタ州Pleasant Grove)、1998年を参照。
【0004】
(発明の概要)
1態様では、本発明は、以下の化学式を有する1または複数のイソフラボン誘導体を含む、水溶性の豆を主成分とした乾燥しているか濡れた抽出物をその特徴とする。
【0005】
【化2】
R1は水素またはヒドロキシであり、R2は水素またはメトキシであり、R3は水素またはCO−R4であり、R4はメチルまたはカルボキシメチルである。水溶性の豆ベース抽出物は、乾燥形態で約5〜約50重量部のイソフラボン誘導体を含み、約25℃の水に対して約10mg/ml〜約1,000mg/mlの溶解度を有している。水溶性豆ベース抽出物中に存在するイソフラボン誘導体の例としては、ダイジン、ゲニスチン、グリシチン、6”−O−アセチルダイジン、6”−O−アセチルゲニスチン、6”−O−アセチルグリシチン、6”−O−マロニルダイジン、6”−O−マロニルゲニスチン、または6”−O−マロニルグリシチンが挙げられる。
【0006】
本発明の水溶性の豆を主成分とする抽出物(以下、水溶性の豆ベース抽出物)は、1または複数のイソフラボン誘導体(例えばイソフラボン配糖体)を含み、該誘導体は、予期しない水への該誘導体の溶解度を増強するために、大豆中に含まれる他の成分複合体を形成する。
【0007】
別の態様では、本発明は、水溶性の豆ベース抽出物の製造方法をその特徴とする。該方法は、粉砕した粗豆抽出物を水と混合する工程と、混合物を加熱する工程と、混合物に凝固剤を加えて懸濁液を形成する工程と、懸濁液を加熱する工程と、上清を収集して水溶性の豆ベース抽出物を得る工程とから成る。本発明の水溶性の豆ベース抽出物は、快い味と匂いを有し、任意の食品の一成分として使用された時に望ましい組成と性能を示す。例えば、水溶性の豆ベース抽出物は、牛乳、茶、清涼飲料、ジュース、コーヒー、調味料、シリアル、水、ビール、クッキー、チューインガム、チョコレートまたはスープのような食品と組み合わせることが可能である。
【0008】
本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な説明から、および特許請求の範囲から、明らかとなるであろう。
(詳細な説明)
本発明は、以下の化学式を有するイソフラボン誘導体を含む、水溶性の豆ベース抽出物に関する。
【0009】
【化3】
式中、R1は水素またはヒドロキシであり、R2は水素またはメトキシであり、R3は水素またはCO−R4であり、R4はメチルまたはカルボキシメチルである。
【0010】
本発明の抽出物中に存在するイソフラボン誘導体の例としては、ダイジン、ゲニスチン、グリシチン、6”−O−アセチルダイジン、6”−O−アセチルゲニスチン、6”−O−アセチルグリシチン、6”−O−マロニルダイジン、6”−O−マロニルゲニスチンおよび6”−O−マロニルグリシチンが挙げられる。ダイジンやゲニステインのようなイソフラボン配糖体は、胃または小腸で吸収され、ラムノシダーゼ、エキソ−β−グルコシダーゼ、エンド−β−グルコシダーゼまたはβ−グルクロニダーゼを生産するヒト腸の微生物相によって、アグリコンを経てイソフラボンに代謝される。例えばBiol.Pharm.Bull、第21巻(1998年);Biol.Pharm.Bull、第17巻、1369頁(1994年);Arch.Pharm.Res.、第21巻、17頁(1998年)参照。
【0011】
本発明の水溶性の豆ベース抽出物は、水への溶解度が増加しており、これは食品に使用された時に体内へのイソフラボン誘導体の生理学的吸収を高める。例えば、ゲニスチンの溶解度は、25℃でメタノールに対して約5mg/ml、水に対して約1mg/mlである。しかし、約10パーセントのイソフラボン誘導体を含む本発明の水溶性の豆ベース抽出物の溶解度は、水に関して約300mg/mlである。一般に、本発明の水溶性の豆ベース抽出物は、イソフラボン誘導体の溶解度の約30倍の増大を提供する。乾燥形態では、該抽出物は、約5〜約50重量部のイソフラボン誘導体を含み、25℃で水に対して約10mg/ml〜約1,000mg/mlの溶解度を有する。好ましくは該抽出物は、約10〜約20重量部のイソフラボン誘導体を含み、約30mg/ml〜約300mg/mlの溶解度を有する。より好ましくは該抽出物は、約10〜約20重量部のイソフラボン誘導体を含み、約50mg/ml〜約200mg/mlの溶解度を有する。当然ながら、イソフラボン誘導体の重量パーセントは、水溶性の豆ベース抽出物の総溶解度に影響を及ぼす。例えば、より高い重量パーセントのイソフラボン誘導体を含む抽出物の総溶解度は、より低い重量パーセントのイソフラボン誘導体を含む抽出物よりも小さくなるだろう。
【0012】
どのような種類の豆も、本発明の水溶性の豆ベース抽出物を製造するために使用することが可能である。水溶性の豆ベース抽出物を製造するのに使用される豆の例には、大豆、緑豆(ムング豆)、ササゲおよびインゲンマメが含まれるが、それらに限定されるわけではない。好ましくは、豆は大豆である。一般に、本発明の水溶性の豆ベース抽出物を製造するために使用可能な2つの異なる種類の大豆(例えば食用豆、油用豆)がある。食用大豆と比較して少量のタンパク質を有するため、油用豆が好まれる。一般に、油用大豆は、最初に、大豆油の除去により「加工」大豆を生産すべく処理される。大豆油を除去するプロセスの例を、”Soybean Chemistry,Technology,and Utilization”、K.S.Liu著、Aspen Publishers社(メリーランド州Gaithersburg)、1999年、に見出すことができる。
【0013】
本発明の水溶性の豆ベース抽出物を製造する方法は、約1〜約50重量部の粉砕した豆の粗抽出物を、約100重量部の水(熱くても冷たくてもよい)と混合する工程を含む。粉砕された豆の粗抽出物は、エタノール、メタノールまたはアセトニトリルを始めとする約50%〜約90%の水性アルコールまたは100%の有機溶媒で粉砕した豆を抽出することにより生産することができる。粉砕された豆の粗抽出物の例は大豆胚芽である。大豆胚芽は、大豆の1%重量を表すが、残りの大豆部分に対してより高いイソフラボン誘導体を含む。例えば、大豆胚芽中のイソフラボン誘導体の濃度は、残りの大豆部分の約30倍よりも大きい。例えば、 ”Soybean Chemistry,Technology, and Utilization”、K.S.Liu著、Aspen Publishers社(メリーランド州Gaithersburg)、1999年を参照されたい。大豆胚芽等の粉砕した豆の粗抽出液は、SoyLife150およびSoyLife25としてSchouten USA社から得ることができる。代わりに、粉砕した大豆の粗抽出物は、NOVASOYとしてArchar Daniels Midland Companyからも購入することが可能である。
【0014】
その後、水と粉砕した豆の粗抽出液の混合物を、約60℃〜約100℃の間で、約10分〜約120分まで加熱し、約100重量部の水に対して約0.001〜約2.0重量部の凝固剤を混合物に加えて懸濁液を形成する。懸濁液を再び約30℃〜約100℃で、約1〜約120分間加熱する。続いて上清を例えばろ過または遠心により収集し、溶解度が増大した水溶性の豆ベース抽出物を得る。さらに、懸濁液または上清のpHを、イソフラボン誘導体の沈殿を回避するために、酸または塩基を加えることにより調節してもよい。通常pHは約6.0に調整される。
【0015】
このようにして得られた上清は、任意の望ましくない色を除去するために脱色することが可能である。脱色方法には、ニッケル触媒の支援による水素化や、大豆油の製造に使用される他の脱色技術が含まれるが、これらに限定されるわけではない。脱色方法は、例えば”Soybeans,Chemistry,Technology,and Utilization”K.Liu著、Aspen Publication出版,1999年,および ”In Introduction to oils and fats Technology”P.J.Wan編、95頁、AOCS Press出版(イリノイ州Champaign)に見出すことが可能である。上清はまた、分子蒸留またはエバポレーションを含むがこれらに限定されない当該技術分野で周知の任意の蒸留系によって濃縮することも可能である。分子蒸留系の例は、351 N. Dekora Woods Blvd. Saukville, WI 53080,USA所在のPOPE SCIENTIFIC社より入手可能なWiped−Film Stillである。さらに、凍結乾燥または噴霧乾燥のような当該技術分野で周知の任意の乾燥方法により上清を乾燥させることが可能である。(例えば、米国特許第5,882,717号参照)。
【0016】
本発明の水溶性の豆ベース抽出物は、バッチ法あるいはフロー法(つまり連続抽出・ろ過法)により生産することが可能である。通常、合理的な製造コストの維持を支援するために、フロー法が使用される。
【0017】
イソフラボン配糖体の溶解度は、100重量部の水に、約0.001〜3.0重量部のCaCl2、CaSO4、MgCl2、MgSO4、任意の有機酸または無機酸(例えば柑橘類のジュース、フマル酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、H2SO4、H3PO4またはHCl)、サッカリン、グルコノ−D−ラクトン、およびパパイン等の凝固剤を添加することによって高められる。抽出物を調製するとき、凝固剤の添加によって、単純な交差結合または変性による豆タンパク質または多糖の不溶性凝集物が生成する傾向がある。凝固剤の濃度は、抽出物中のタンパク質または多糖の量に直接影響を及ぼす。例えば、大量の凝固剤は、より多くの不溶性凝集物を生じさせる。この結果は、イソフラボン誘導体の溶解度と同様、抽出物中の水溶性タンパク質と多糖の合計量の制御を可能にする。添加される凝固剤の量は、得られる豆ベース抽出物の脂肪、タンパク質および無機塩の含有量の測定により決定することが可能である。一般に、約1%未満の脂肪と、約1%〜約5%の間のタンパク質と、約0.01%〜約3%の間のNaと、約0.01%〜約3%の間のCaと、約0.01%〜約3%の間の任意の酸とを有する抽出物を生産するために、十分な凝固剤が添加される。食品医薬品局(FDA)によって推奨されている分析法に従うような任意の既知の分析法によって、水溶性の豆ベース抽出物中の脂肪、タンパク質、Na、Caおよび酸の量が決定される。一般に、約0.3重量部のクエン酸が抽出物に加えられる。一般に、加える凝固剤が多すぎると、水溶性の豆タンパク質、多糖またはイソフラボン誘導体は、抽出物から共沈するため、抽出物中のイソフラボン誘導体濃度またはイソフラボン誘導体の溶解度は減小する。加える凝固剤が少なすぎると、豆を主成分とした混合物は水溶性の豆ベース抽出物が容易に分離されないコロイドを形成する。
【0018】
本発明の水溶性の豆ベース抽出物は、乾燥形態または濡れた形態の食品に添加することが可能である。食品は、牛乳、茶、清涼飲料、ジュース、コーヒー、調味料、シリアル、水、ビール、クッキー、チューインガム、チョコレートまたはスープのような、固体、ペースト、または液体であり得る。
【0019】
本発明の水溶性の豆ベース抽出物は、大麦、米および麦芽のような他の穀粒からの共抽出物を含み得る。例えば、本発明の水溶性の豆ベース抽出物を生産するために、上述の方法論によって、1または複数の他の穀粒を豆と一緒に処理することが可能である。さらに、水溶性の豆ベース抽出物は、電解質、フレーバー、保存剤および他の添加物(例えばビタミンサプリメントおよびマルトデキストリン)で強化することが可能である、保存剤の例には、アスコルビン酸と没食子プロピルが含まれるが、これらに限定されるわけではない。電解質の例には、硫酸マグネシウムと塩化カリウムが含まれるが、これらに限定されるわけではない。
【0020】
これ以上詳述しなくとも、上記の記載は本発明を十分に実施可能にしている考えられる。以下の特定の実施例は単に例証的なものとして解釈されるべきであって、開示の残りの部分を如何様にも限定するわけではない。特許を含めて本明細書に引用した刊行物はすべて、その全体を参照により本明細書に組み込むものとする。
【0021】
(実施例1)
約90%の水性EtOHで抽出した粉砕大豆粗生成物(1kg)(すなわちSchouten USA社より購入したSoyLife150)を、3リットルの70℃の温水に加えた。混合物を、90℃で30分間、次に50℃で30分間撹拌した。50℃で10,000×gにて混合物を遠心することにより、残留物と溶液を大まかに分離した。デカンテーション後に、6gのCaCl2(食品添加物等級、約0.02M)を上清に加え、さらなる撹拌を30℃で30分間続けた。上清を1μm孔径ミクロフィルターでろ過し、黄色溶液(2.5リットル)を生成した。その後、ろ液を5リットルのガラスフラスコに移し、10atm水素で5時間、触媒量(約3g)の5%Pd/Cの存在下で、水素化した。脱色した混合物を、微細ろ過し(0.2μm孔径)、透明な水溶性の大豆ベース抽出物溶液(2.3リットル)を生成した。
【0022】
水溶性の大豆ベース抽出物溶液を、高圧液体クロマトグラフィー(HPLC)によって特徴付けた。HPLCは、30℃の15〜40%水溶性アセトニトリルと0.1%トリフルオロ酢酸で1ml/分、20分間の勾配溶出法を使用して、C18逆相カラム150mm×4.6mm(Watersより入手可能なSymmetry Shield RP18)上で行った。HPLC検出器は254nmに設定した。図1は、実施例1の水溶性大豆製品の主成分のHPLCグラフを示す。HPLCグラフからのピークの各々を、その保持時間、ピーク面積、および面積パーセントと共に表1に列挙する。抽出物のいくつかの個々の成分を、未知成分の保持時間を、同じ実験条件下でHPLCにより分析した既知のイソフラボン配糖体の保持時間と比較することにより識別した。
【0023】
水溶性の大豆ベース抽出物溶液を、抽出物の成分の相対量を決定するためにも特徴付けた。抽出物のサンプルは、Food Products Laboratory社(米国オレゴン州Portland所在)に送り、FDA認可の方法により分析した。抽出物は、0.1%以下の脂肪、5%のタンパク質、65%の炭水化物(多糖)、20%のイソフラボン、8%のミネラルおよび1%の水分を含んでいた。
【0024】
【表1】
【0025】
(実施例2)
約90%の水性EtOHで抽出した粉砕大豆粗生成物(1kg)(すなわちSchouten USA社より購入したSoyLife150)を、27リットルの温水に加えた。混合物を90℃で15分間撹拌し、次に、クエン酸(90g)の水溶液(3リットル)を混合物に加えた。混合物を900℃で15分間撹拌した。残留物と溶液を、真空下でろ紙上のセライト床を通じてろ過した。ろ液は黄白色の透明な溶液(27リットル)だった。炭酸カリウム(50g)をpHを6.0に調整するためにろ液に加えた。ろ液をさらに真空下で0.45μM孔径フィルタ(Millipore社)でろ過することにより精製し、細菌を除去した。その後、精製したろ液を、70℃で約2.7Pa(20mmトル)下で約5.08cm(2インチ)Wiped−Film Still(Pope Scientific社)を使用して濃縮し、淡黄色の水溶性大豆ベース抽出物溶液(18リットル)を生成した。
【0026】
(実施例3)
透明な水溶性大豆ベース抽出物(2リットル)を、実施例1に記述したのと同じ方法で得た。その後、抽出物溶液を、Bertis Corp社製の凍結乾燥装置を使用して−85℃で約1.3Pa(10mmトル)下で2日間凍結乾燥し、350gの黄白色の乾燥ケーキを生じた。70gのイソフラボン誘導体を含むケーキは、約200mg/mlの溶解度を有していた。溶解度を、最初に5分間振とうさせながら1gの乾燥抽出物を25℃の1m純水に加えることにより試験した。抽出物が完全には溶解しなかった場合(目視検査)、さらに1mlの水を加え、生じた混合物を25℃で5分間振動させた。次に、混合物を、抽出物が完全に溶解したかどうか決定するために、視覚的に検査した。そうでない場合、25℃の水を1mlの増分で加え、水を追加するたびにその後5分間振動させ、それを抽出物が目視検査によって完全に溶解するまで行った。
【0027】
(他の実施形態)
本明細書に開示された特徴はすべて、いかなる組み合わせに組み合わせてもよい。本明細書に開示された各特徴は、同じか、等価か、または同様な目的を叶える代替的特徴と置き換えうる。したがって、別段特記しない限り、開示した各特徴は、総括的な一連の等価物または同様の特徴の例示にすぎない。
【0028】
さらに、上記の記載から、当業者は、容易に本発明の本質的特性を確認することが可能である。当業者は、本発明の範囲の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な使用方法および条件に本発明を適合させるために本発明の種々の変更および改変を行うことが可能である。したがって、他の実施形態も特許請求の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で製造した水溶性の豆ベース抽出物の主成分のHPLCグラフ。
Claims (20)
- 水溶性の豆ベース抽出物を製造する方法であって、
粉砕した大豆胚芽を水と混合する工程と;
混合物を加熱する工程と;
凝固剤を混合物に加えて懸濁液を形成する工程と;
前記懸濁液を加熱する工程と;
上清を収集して、水溶性の豆ベース抽出物を得る工程と;から成り、
前記水溶性の豆ベース抽出物は、下記の化学式を有する1または複数のイソフラボン誘導体を含む方法。
- 豆ベース抽出物は大豆、緑豆、ササゲまたはインゲンマメを主成分とする請求項1に記載の方法。
- 豆ベース抽出物は大豆をベースとする請求項1に記載の方法。
- 約0.01〜3重量部の凝固剤を、約100重量部の水に加える請求項1に記載の方法。
- 凝固剤はクエン酸である請求項4に記載の方法。
- 上清は懸濁液のろ過により収集される請求項1に記載の方法。
- 懸濁液を乾燥させて、乾燥した水溶性豆ベース抽出物を得る工程からさらに成る請求項1に記載の方法。
- 水溶性の豆ベース抽出物を製造する方法であって、
約1〜約50重量部の粉砕した大豆胚芽を約100重量部の水と混合する工程と;
混合物を約60℃〜約100℃の間で約1〜120分間加熱する工程と;
混合物に凝固剤を加えて懸濁液を形成する工程と;
前記懸濁液を約30℃〜約100℃の間で約1〜約120分間加熱する工程と;
上清を収集して水溶性の豆ベース抽出物を得る工程と;から成り、
前記水溶性の豆ベース抽出物は、下記の化学式を有する1または複数のイソフラボン誘導体を含む方法。
- 豆ベース抽出物は大豆、緑豆、ササゲまたはインゲンマメを主成分とする請求項8に記載の方法。
- 豆ベース抽出物は大豆をベースとする請求項9に記載の方法。
- 請求項1に記載の方法によって製造された水溶性の豆ベース抽出物。
- 請求項2に記載の方法によって製造された水溶性の豆ベース抽出物。
- 請求項3に記載の方法によって製造された水溶性の豆ベース抽出物。
- 請求項4に記載の方法によって製造された水溶性の豆ベース抽出物。
- 請求項5に記載の方法によって製造された水溶性の豆ベース抽出物。
- 請求項6に記載の方法によって製造された水溶性の豆ベース抽出物。
- 請求項7に記載の方法によって製造された水溶性の豆ベース抽出物。
- 請求項8に記載の方法によって製造された水溶性の豆ベース抽出物。
- 請求項11に記載の水溶性の豆ベース抽出物を含む食品。
- 牛乳、茶、清涼飲料、ジュース、コーヒー、調味料、シリアル、水、ビール、クッキー、チューインガム、チョコレートまたはスープである請求項19に記載の食品。
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