JP5448852B2 - ポリフェノール高含有組成物の製造方法および製造装置 - Google Patents
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Description
(a)ポリフェノールを含有する植物体またはその加工品を溶媒で抽出し、ポリフェノール粗抽出液を得る工程、
(b)上記ポリフェノール粗抽出液を、予め水素イオン置換処理した陽イオン交換樹脂に接触させ、引き続き上記陽イオン交換樹脂に、イオン性物質を含まない第1の溶媒を通液し、第1のポリフェノール溶出液を得る工程、
(c)上記第1のポリフェノール溶出液を、予め水素イオン置換処理した陽イオン交換樹脂に再度通液した後に、イオン性物質を含まない第2の溶媒を通液し、第2のポリフェノール溶出液を得る工程、および
(d)上記第2のポリフェノール溶出液を濃縮または乾燥させる工程。
ポリフェノールを含有する植物体またはその加工品からポリフェノール粗抽出液を得る手段を有する抽出区分と、
上記抽出区分から移送手段を介して移送されたポリフェノール粗抽出液を、予め水素イオン置換処理した陽イオン交換樹脂に接触させ、引き続き上記陽イオン交換樹脂に、イオン性物質を含まない第1の溶媒を通液し、第1のポリフェノール溶出液を得る手段を有する第1の分離精製、および上記第1の分離精製区分から移送手段を介して移送された上記第1のポリフェノール溶出液を、予め水素イオン置換処理した陽イオン交換樹脂に再度通液した後に、イオン性物質を含まない第2の溶媒を通液して第2のポリフェノール溶出液を得る手段を有する第2の分離精製を可能とする分離精製区分と、
上記分離精製区分から移送手段を介して移送された上記第2のポリフェノール溶出液を濃縮または乾燥する手段を有する回収区分と
を有することを特徴とする製造装置。
100a、100b:配管
110:抽出タンク
120:原料タンク
130:溶媒タンク
140:遠心分離機
200:分離精製区分
200a、200b、200c:配管
210:カラム
212:廃液タンク
220:濃縮機
230:カラム
232:廃液タンク
240a、240b、240c、240d:溶媒タンク
300 回収区分
300a 配管
310:濃縮機
320:噴霧乾燥機
322: 回収タンク
本発明の製造装置は、ポリフェノールを含有する植物体またはその加工品からポリフェノール粗抽出液を得る手段を有する抽出区分と、上記抽出区分から移送手段を介して移送されたポリフェノール粗抽出液を、予め水素イオン置換処理した陽イオン交換樹脂に接触させ、引き続き上記陽イオン交換樹脂に、イオン性物質を含まない第1の溶媒を通液し、第1のポリフェノール溶出液を得る手段を有する第1の分離精製および上記第1の分離精製区分から移送手段を介して移送された上記第1のポリフェノール溶出液を、予め水素イオン置換処理した陽イオン交換樹脂に再度通液した後に、イオン性物質を含まない第2の溶媒を通液して第2のポリフェノール溶出液を得る手段を有する第2の分離精製を可能とする分離精製区分と、上記分離精製区分から移送手段を介して移送された上記第2のポリフェノール溶出液を濃縮または乾燥する手段を有する回収区分と
を有することを特徴とする。
ポリフェノール含量は、プルシアンブルー法によって測定した。より詳細には、Martin L. Price and Larry G. Butler, J. Agric Food Chem., Vol. 25 No.6, 1268-1273, 1977に記載の方法を参照し、市販のエピカテキンを標準品として、各実施例および各比較例で得た組成物の固形分について定量分析を行うことによって得た値である。
組成物をn−ヘキサンで処理して脱脂した後、50重量%メタノール水溶液を用いて抽出し、試験溶液とした。次いで、蒸留水50mLに各試験溶液100μLを添加し、攪拌しながら0.1M 硫酸鉄(III)アンモニウム−0.1N 塩酸溶液3mLを加え、その20分後に8mM ヘキサシアノ鉄(III)カリウム水溶液3mLを加え、さらに20分後に720nmの吸光度を測定した。さらに、蒸留水50mLに各サンプル液の溶媒(50重量%メタノール)100μLを加えたもの、および(−)エピカテキン(シグマ社製)メタノール溶液を用い、同様の処理を行って検量線を作成し、各試験溶液中のポリフェノール含量を算出した。
テオブロミン含量は、AOAC Official Methods of Analysis (1990) 980.14 「Theobromine and Caffeine in Cacao Products Liquid Chromatographic Method」に記載された方法を参照し、市販のテオブロミンを標準品として、各実施例および各比較例で得られる組成物の固形分について定量分析を行うことによって得た値である。
先ず、組成物を試料として遠沈管に正確に量り取り、石油エーテル30mlを加えてよく撹拌した後、遠心分離して上清を捨てる。脱脂された試料を三角フラスコに移し入れ、水を加えて約100mlとする。この溶液を100℃の湯浴中で25分間加熱した。加熱後の溶液を直ちに冷却し、2重量%硫酸亜鉛水溶液10ml、および1.8重量%水酸化バリウム10mlを加えて混合した後、静置した。この溶液に水を加えて200mlに定容し、再度、100℃の湯浴中で10分間加熱した。加熱後の溶液をろ過することによって、試料溶液を調製した。このようにして得た試料溶液を使用して、高速液体クロマトグラフによる測定を実施した。高速液体クロマトグラフによる測定条件は、以下のとおりである。
分析用カラム: Waters μ-Bondapak C18 10μm 4mmID×300mm(またはこれと同等のもの)
移動層: 水:アセトニトリル(85:15)
移動層流量: 1.0ml/分、検出;UV273nm
抽出溶媒としてエタノール水溶液を使用し、溶媒の組成が、ポリフェノール回収率と固形分あたりのポリフェノール含量に与える影響について検討した。手順は以下のとおりである。
先ず、10gのカカオ豆(産地で乾燥を終えたもの、カカオポリフェノール含量7.1重量%、テオブロミン含量1.3重量%)を磨砕した。この磨砕したカカオ豆を、0〜100重量%のエタノール水溶液200mlに添加し、50℃、30分間撹拌した。次いで、不溶物を遠心分離処理にて取り除いて、カカオ粗抽出液を得た。得られたカカオ粗抽出液を凍結乾燥し、この固形分中のポリフェノール含量を測定した。結果を図2に示す。ポリフェノール回収率、および固形分あたりのポリフェノール含量の結果を考慮すると、エタノール濃度50重量%付近が抽出溶媒として好ましいことが分かった。
ココアパウダー(油脂含量12重量%、カカオポリフェノール含量10.4重量%、テオブロミン含量2.0重量%)を使用し、以下の手順に従って、ポリフェノール含有組成物を調製した。
先ず、上記ココアパウダー100gを1000mlの水に分散し、90℃で30分間撹拌した後、不溶物を遠心分離処理にて取り除くことにより、カカオ粗抽出液を得た。
次に、予め水素イオン置換処理を施した陽イオン交換樹脂(アンバーライト IR−120B)を1000ml充填したカラムに、上記カカオ粗抽出液をSV=5の流速で通液した。続いて、上記カラムに25℃の脱イオン水を通液した。上記カカオ粗抽出液および上記脱イオン水の通液によって、溶出液2000mlを分取した。
次に、上記溶出液2000mlを凍結乾燥することによって、ポリフェノール含有組成物を得た。この組成物の固形分中の成分を分析した結果、ポリフェノール含量は40.2重量%、テオブロミン含量は0.6重量%であった。
同様にして別途調製したカカオ粗抽出液を凍結乾燥し、固形分中の成分を分析した結果、ポリフェノール含量は8.2重量%、テオブロミン含量は3.3重量%であった。
ココアパウダー(油脂含量12重量%、カカオポリフェノール含量10.4重量%、テオブロミン含量2.0重量%)を使用し、以下の手順に従って、ポリフェノール含有組成物を調製した。
先ず、上記ココアパウダー2gを50重量%エタノール水溶液20mlに分散し、50℃で30分間撹拌した後、不溶物を遠心分離処理にて取り除くことにより、カカオ粗抽出液を得た。
次に、予め水素イオン置換処理を施した陽イオン交換樹脂(ダウエックス 50W−X8)を20ml充填したカラムに、このカカオ粗抽出液をSV=5の流速で通液した。続いて、カラムに25℃の脱イオン水を通液した。上記カカオ粗抽出液および上記脱イオン水の通液によって、溶出液50mlを分取した。
次に、上記溶出液50mlを凍結乾燥することによって、ポリフェノール含有組成物を得た。この組成物の固形分中の成分を分析した結果、ポリフェノール含量は53.4重量%、テオブロミン含量は0.7重量%であった。
同様にして別途調製したカカオ粗抽出液を凍結乾燥し、固形分中の成分を分析した結果、ポリフェノール含量は19.9重量%、テオブロミン含量は5.3重量%であった。
10gのカカオ豆(産地で乾燥を終えたもの、カカオポリフェノール含量7.3重量%、テオブロミン含量1.3重量%)を使用し、以下の手順に従って、ポリフェノール含有組成物を調製した。
先ず、上記カカオ豆10gを磨砕した後、50重量%エタノール水溶液200mlを添加し、50℃にて30分間撹拌した。次いで、不溶成分を遠心分離処理にて除去することにより、カカオ粗抽出液を得た。
次に、予め水素イオン置換処理を施した陽イオン交換樹脂(アンバーライト IR−120B)を200ml充填したカラムに、上記カカオ粗抽出液をSV=5の流速で通液した。続いて、カラムに25℃の脱イオン水を通液した。上記カカオ粗抽出液および上記脱イオン水を通液によって、溶出液600mlを分取した。
次に、上記600mlの溶出液を凍結乾燥することによって、ポリフェノール含有組成物を得た。この組成物の固形分中の成分を分析した結果、ポリフェノール含量は62.3重量%、テオブロミン含量は0.6重量%であった。
同様にして別途調製したカカオ粗抽出液を凍結乾燥し、固形分中の成分を分析した結果、ポリフェノール含量は28.4重量%、テオブロミン含量は8.5重量%であった。
100gのカカオシェル(カカオポリフェノール含量3.5重量%、テオブロミン含量2.0重量%)を使用し、以下の手順に従って、ポリフェノール含有組成物を調製した。
先ず、上記カカオシェル100gを磨砕した後、50重量%エタノール水溶液500mlを添加し、50℃にて30分間撹拌した。次いで、不溶成分を遠心分離処理にて除去することにより、カカオシェル粗抽出液を得た。
次に、予め水素イオン置換処理を施した陽イオン交換樹脂(アンバーライト IR−120B)を500ml充填したカラムに、このカカオシェル粗抽出液をSV=5の流速で通液した。続いて、カラムに25℃の脱イオン水を通液した。カカオシェル粗抽出液および脱イオン水の通液によって、溶出液1500mlを分取した。
次に、上記溶出液1500mlを凍結乾燥することによって、ポリフェノール含有組成物を得た。この組成物の固形分中の成分を分析した結果、ポリフェノール含量は20.5重量%、テオブロミン含量は0.4重量%であった。
同様にして別途調製したカカオ粗抽出液を凍結乾燥し、固形分中の成分を分析した結果、ポリフェノール含量は7.8重量%、テオブロミン含量は0.9重量%であった。
100gのカカオ豆(産地で乾燥を終えたもの、カカオポリフェノール含量7.1重量%、テオブロミン含量1.3重量%)を使用し、以下の手順に従って、ポリフェノール含有組成物を調製した。
先ず、上記カカオ豆100gを磨砕した後、50重量%エタノール水溶液1000mlを添加し、50℃にて10分間撹拌した。次いで、不溶成分を遠心分離処理にて除去し、カカオ粗抽出液を得た。
次に、予め水素イオン置換処理を施した陽イオン交換樹脂(アンバーライト IR−120B)を1000ml充填したカラムに、上記カカオ粗抽出液をSV=5の流速で通液した。続いて25℃の脱イオン水を通液した。上記カカオ粗抽出液および上記脱イオン水の通液によって、溶出液3000mlを分取した。
次に、上記3000mlの溶出液を、乾燥温度(入口温度)160℃の条件下で噴霧乾燥を行い、ポリフェノール含有組成物を得た。この組成物の固形分中の成分を分析した結果、ポリフェノール含量は59.0重量%、テオブロミン含量は0.6重量%であった。
同様にして別途調製したカカオ粗抽出液を凍結乾燥し、固形分中の成分を分析した結果、ポリフェノール含量は28.4重量%、テオブロミン含量は8.5重量%であった。
実施例5によって得たポリフェノール含有組成物を使用し、以下の評価項目から、組成物による生理効果について検討した。その結果を表1および図3に示す。
DPPH(1,1−ジフェニル−2−ピクリルヒドラジル(1,1-Dyphenyl-2-picrylhydrazyl;DPPH)ラジカル消去能は、Food Chemistry 68 (2000) Yinrong Lu, L.Yeap Foo 「Antioxidant and radical scavenging activities of polyphenols from apple pomace」に記載の方法に従い、市販のエピカテキンを指標として測定した。測定方法の概略は、以下の通りである。
指標のエピカテキンおよび各サンプルを50重量%エタノール水溶液にて溶解した。この溶液100μlに0.1mM DPPH溶液2mlを加え、30分間室温で静置した後、520nmの吸光度を測定した。ブランク溶液(DPPH溶液)の吸光度の値を阻害率100%として、各サンプルの阻害率を算出した。測定で得られた数値が低いほど、DPPHラジカル消去能が高いことを示す。
ミセル不溶化能は、Journal of Nutrition ,1999,129:1725-1730 Satoshi
Nagaoka, Kenji Miwa, Michiko Eto, Yasuo Kuzuya,Goro Hori and Kazuhiro Yamamoto「Soy Protein Peptic Hydrolysate with Bound Phospholipids Decreases Micellar Solubility and Cholesterol Absorption in Rats and Caco-2 Cells」に記載の方法に従い、市販のエピカテキンを指標として測定した。
測定方法の概略は、以下の通りである。タウロコール酸ナトリウム 7.44mmol/L、コレステロール 1.94mmol/L、オレイン酸 1mmol/L、モノオレイン酸 0.5mmol/L、フォスファチジルコリン 0.6mmol/L、塩化ナトリウム 132mmol/Lをリン酸Buffer(pH7.4)に分散させ、10分間超音波処理をしてミセル溶液を調整した。この溶液に、指標のエピカテキン及びサンプルを50重量%エタノール水溶液と良く混合し、37℃で60分間加温した。その後、遠心分離にて沈殿物を取り除き、上清液のコレステロール量を市販のコレステロールE−テストワコー(和光純薬工業株式会社製)のキットを用いて測定した。測定で得られた数値が高いほど、ミセル不溶化能が高いことを示す。
市販品のカカオポリフェノール素材(株式会社明治フードマテリア製、商品名「カカオポリフェノール」)を使用し、実施例6と同様の検討を行った。その結果を表1および図3に示す。
本実施例は、分離精製の工程で使用する陽イオン交換樹脂の検討に関する。カカオ豆(産地で乾燥を終えたもの、カカオポリフェノール含量7.0重量%、テオブロミン含量1.2重量%)を使用し、以下の手順にしたがって、ポリフェノール含有組成物を調製した。
先ず、カカオ豆10gを磨砕した後、50重量%エタノール水溶液を200ml添加し、50℃にて30分間撹拌し、次いで、不溶成分を遠心分離処理にて除去してカカオ粗抽出液を得た。
次に、予め水素イオン置換処理した各種陽イオン交換樹脂(表2を参照)200mlを充填したカラムに、カカオ抽出液をSV=5の流速で通液した。続いて、カラムに25℃の脱イオン水を通液した。上記カカオ粗抽出液および上記脱イオン水の通液によって、溶出液600mlを分取した。
上記溶出液600mlを凍結乾燥することによりポリフェノール含有組成物を得た。得られた組成物の固形分中の成分を分析し、各組成物における成分を比較することによって、樹脂の種類による影響について検討した。その結果を表2に示す。
実施例7において使用した各種陽イオン交換樹脂にかえて、水酸化物イオン置換処理した陰イオン交換樹脂(表2を参照)を使用したことを除き、実施例7と同様の操作を行うことによって、溶出液を得た。次に、実施例と同様にして溶出液を凍結乾燥することによって、ポリフェノール含有組成物を得た。得られた組成物の固形分中の成分について、実施例7と同様にして分析を行った。その結果を表2に示す。
(1)各含量は、固形分の全重量を基準としたときの含有率である。
(2)「ダイヤイオン」(登録商標)のシリーズは、三菱化学株式会社製である。
(3)「アンバーライト」(登録商標)のシリーズは、ロームアンドハース株式会社製である。
本実施例は、陽イオン交換樹脂を用いた分離精製の工程で使用する溶媒の検討に関する。具体的には、陽イオン交換樹脂を充填したカラムの平衡化溶液、およびカラムからの溶離液として、種々の溶媒を使用して検討を行った。
カカオ豆(産地で乾燥を終えたもの、カカオポリフェノール含量7.4重量%、テオブロミン含量1.3重量%)を使用し、以下の手順にしたがって、ポリフェノール含有組成物を調製した。
先ず、カカオ豆2gを磨砕した後、50重量%エタノール水溶液を20ml添加し、50℃にて30分間撹拌し、次いで、不溶成分を遠心分離処理にて除去してカカオ粗抽出液を得た。
次に、予め、水素イオン置換処理した陽イオン交換樹脂(アンバーライト IR−120B 強酸性陽イオン交換樹脂)を20ml充填したカラムに、下記表3に示す各種平衡化溶液を100ml通液した。その後、このカカオ粗抽出液をSV=5で通液した。続いて、上記カラムに表3に示すカラム溶離液を通液した。
次に、カカオ粗抽出液およびカラム溶離液の通液によって、各溶出液を分取し、それぞれ凍結乾燥することによって、各ポリフェノール含有組成物を得た。各組成物の固形分の成分についてそれぞれ分析し、その成分を比較することによって、溶媒の影響について検討した。その結果を表3に示す。
(1)平衡化溶液の温度は、それぞれ25℃である。
(2)カラム溶離液の温度は、それぞれ25℃である。
(3)各含量は、固形分の全重量を基準としたときの含有率である。
カカオ豆(産地で乾燥を終えたもの、カカオポリフェノール含量7.3重量%、テオブロミン含量1.3重量%)を使用し、以下の手順にしたがって、ポリフェノール含有組成物を調製した。
先ず、カカオ豆100gを磨砕した後、50重量%エタノール水溶液を1000ml添加し、50℃にて30分間撹拌し、次いで、不溶成分を遠心分離処理にて除去することにより、カカオ粗抽出液を得た。
次に、予め、水素イオン置換処理した陽イオン交換樹脂(アンバーライトIR−120B 強酸性陽イオン交換樹脂)を20ml充填したカラムに、上記カカオ粗抽出液をSV=5の流速で通液した。続いて、カラムに25℃の脱イオン水を通液した。上記カカオ粗抽出液および脱イオン水の通液によって、溶出液600mlを分取した。
次に、上記溶出液600mlを減圧濃縮することによって40mlの濃縮液を得た。この濃縮液を18時間静置した後、析出した沈殿を遠心分離によって、取り除いた。
次に、先の操作で得た遠心上清液を、再度、予め水素イオン置換処理した陽イオン交換樹脂(アンバーライト IR−120B)を80ml充填したカラムに、SV=5の流速で通液した。続いて、25℃の脱イオン水を通液した。上記遠心上清液および上記脱イオン水を通液によって、溶出液200mlを分取した。
次に、上記溶出液200mlを凍結乾燥することにより、ポリフェノール含有組成物を得た。この組成物の固形分中の成分を分析した結果、ポリフェノール含量は52.9%、テオブロミン含量は0.9%であった。
カカオ豆(産地で乾燥を終えたもの、カカオポリフェノール含量7.3重量%、テオブロミン含量1.3重量%)を使用し、以下の手順にしたがって、ポリフェノール含有組成物を調製した。
先ず、カカオ豆100gを磨砕した後、50重量%エタノール水溶液を1000ml添加し、50℃にて30分間撹拌し、次いで、不溶成分を遠心分離処理にて除去することによってカカオ粗抽出液を得た。
次に、予め水素イオン置換処理した陽イオン交換樹脂(アンバーライトIR−120B 強酸性陽イオン交換樹脂)を20ml充填したカラムに、上記カカオ粗抽出液をSV=5の流速で通液した。続いて、カラムに25℃の脱イオン水を通液した。上記カカオ粗抽出液および上記脱イオン水の通液によって、溶出液600mlを分取した。引き続き、上記溶出液600mlを減圧濃縮することによって40mlの濃縮液を得た。
次に、先の操作で得た濃縮液を、再度、予め水素イオン置換処理した陽イオン交換樹脂(アンバーライト IR−120B)を160ml充填したカラムに、SV=5の流速で通液した。続いて、25℃の脱イオン水を通液した。上記濃縮液および上記脱イオン水の通液によって、溶出液360mlを分取した。 次に、上記溶出液360mlを凍結乾燥することにより、ポリフェノール含有組成物を得た。この組成物の固形分中の成分を分析した結果、ポリフェノール含量は51.9%、テオブロミン含量は0.9%であった。
Claims (7)
- 以下の工程を有するポリフェノール含有組成物の製造方法。
(a)ポリフェノールを含有する植物体またはその加工品を溶媒で抽出し、ポリフェノール粗抽出液を得る工程、
(b)前記ポリフェノール粗抽出液を、予め水素イオン置換処理した陽イオン交換樹脂に接触させ、引き続き、前記陽イオン交換樹脂に、脱イオン水を含む第1の溶媒を通液し、第1のポリフェノール溶出液を得る工程、
(c)前記第1のポリフェノール溶出液を、予め水素イオン置換処理した陽イオン交換樹脂に再度通液した後に、脱イオン水を含む第2の溶媒を通液して第2のポリフェノール溶出液を得る工程、および
(d)前記第2のポリフェノール溶出液を濃縮または乾燥させる工程。 - 前記植物体がカカオであることを特徴とする、請求項1に記載の製造方法。
- 前記工程(a)において、前記抽出に用いる溶媒が、40〜70重量%のエタノール水溶液である、請求項1または2に記載の製造方法。
- 前記工程(b)及び前記工程(c)において、前記第1および第2の溶媒の通液がSV=2〜10の流速で実施されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記工程(c)に先立ち、前記第1のポリフェノール溶出液からテオブロミンの沈殿物を析出させ、次いで前記沈殿物を除去することによって得られる溶液を前記工程(c)で使用することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記第2の溶媒が、35℃以下の脱イオン水である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の製造方法。
- ポリフェノールを含有する植物体またはその加工品からポリフェノール含有組成物を製造するための装置であって、
ポリフェノールを含有する植物体またはその加工品からポリフェノール粗抽出液を得る手段を有する抽出区分と、
前記抽出区分から移送手段を介して移送されたポリフェノール粗抽出液を、予め水素イオン置換処理した陽イオン交換樹脂に接触させ、引き続き上記陽イオン交換樹脂に、脱イオン水を含む第1の溶媒を通液し、第1のポリフェノール溶出液を得る手段を有する第1の分離精製区分、および前記第1の分離精製区分から移送手段を介して移送された上記第1のポリフェノール溶出液を、予め水素イオン置換処理した陽イオン交換樹脂に再度通液した後に、脱イオン水を含む第2の溶媒を通液して第2のポリフェノール溶出液を得る手段を有する第2の分離精製を可能とする第2の分離精製区分と、
前記第2の分離精製区分から移送手段を介して移送された上記第2のポリフェノール溶出液を濃縮または乾燥する手段を有する回収区分と
を有することを特徴とする製造装置。
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