JP7674734B2 - Method for producing cis-carotenoid-containing composition - Google Patents
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Description
本発明は、シス型カロテノイド含有組成物の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a composition containing cis-carotenoids.
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。一般に、天然のカロテノイドは二重結合がすべてトランス体のオールトランス型として存在する。近年、一部のカロテノイド(リコピン、アスタキサンチン)において、トランス型よりシス型の方が高い体内吸収性を示すことが報告されている。 Carotenoids, which are widely present in nature, have strong antioxidant properties and a wide variety of colors, making them useful in a wide range of applications, including health foods, cosmetics, and food colorings. Generally, natural carotenoids exist as all-trans forms, in which all double bonds are trans. In recent years, it has been reported that some carotenoids (lycopene, astaxanthin) are more easily absorbed by the body in the cis form than in the trans form.
特許文献1には、カロテノイドの1種であるリコピンのシス異性化方法が記載されている。この方法では、熱処理、マイクロ波照射、ヨウ素触媒光異性化処理によりリコピンのシス異性化を促進している。 Patent Document 1 describes a method for cis-isomerizing lycopene, a type of carotenoid. In this method, the cis-isomerization of lycopene is promoted by heat treatment, microwave irradiation, and iodine-catalyzed photoisomerization treatment.
特許文献2にも、カロテノイドの1種であるリコピンのシス異性化方法が記載されている。この方法では、酢酸エチル又はヘキサンからなる溶媒に、リコピンと、所定の光増感剤とを溶解させたリコピン溶液に所定の波長範囲内の光を照射するリコピンのシス異性化を促進している。
しかし、従来の方法はバッチ式の処理であるため、シス異性化処理に要する時間が長く、カロテノイドを短時間でシス異性化できなかった。また、バッチ式の処理の場合、カロテノイドの異性化と同時にカロテノイドの分解も進行し、処理後のカロテノイドの残存率が低下するという課題があった。 However, because the conventional method is a batch-type process, the time required for cis-isomerization processing is long, and carotenoids could not be cis-isomerized in a short time. In addition, with batch-type processing, the decomposition of carotenoids progresses at the same time as the isomerization of carotenoids, resulting in a problem of a decrease in the residual rate of carotenoids after processing.
本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであって、カロテノイドを効率よくシス異性化でき、処理後のカロテノイドの残存率が高いシス型カロテノイド含有組成物の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and aims to provide a method for producing a composition containing cis-form carotenoids that can efficiently cis-isomerize carotenoids and has a high residual rate of carotenoids after treatment.
天然のカロテノイドは、シス型カロテノイドよりもトランス型カロテノイドとして多く存在することが知られている。本発明者らは、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、動物において体内吸収性と体内蓄積性が高いとの知見を別に得ている。さらに、シス型カロテノイドは、トランス型カロテノイドよりも生理活性(抗炎症作用、抗肥満活性等)が高いことが報告されている。本発明者らは、有用なシス型カロテノイドを効率的に得るべく鋭意検討を重ねて本願発明の製造方法を開発するに至った。 It is known that natural carotenoids exist more abundantly as trans-carotenoids than as cis-carotenoids. The present inventors have separately found that cis-carotenoids are more easily absorbed and accumulated in animals than trans-carotenoids. Furthermore, it has been reported that cis-carotenoids have higher physiological activity (anti-inflammatory activity, anti-obesity activity, etc.) than trans-carotenoids. The present inventors have conducted extensive research to efficiently obtain useful cis-carotenoids, and have developed the production method of the present invention.
本発明のシス型カロテノイド含有組成物の製造方法は、シス型カロテノイド含有組成物を連続的に得るシス型カロテノイド含有組成物の製造方法であって、流路を流れるトランス型カロテノイドと有機溶媒との混合物を加熱する工程と、前記加熱する工程後に、前記流路を流れる加熱された前記混合物を冷却する工程と、を備え、前記加熱する工程において、前記有機溶媒の状態が亜臨界流体である。 The method for producing a cis-carotenoid-containing composition of the present invention is a method for producing a cis-carotenoid-containing composition that continuously obtains a cis-carotenoid-containing composition, and includes a step of heating a mixture of a trans-carotenoid and an organic solvent flowing through a flow path, and a step of cooling the heated mixture flowing through the flow path after the heating step, in which the organic solvent is in a subcritical fluid state during the heating step.
このシス型カロテノイド含有組成物の製造方法は、シス異性化処理に要する時間が短く、カロテノイドを短時間で十分にシス異性化できる。また、このシス型カロテノイド含有組成物の製造方法によれば、流路を流れる混合物を速やかに加熱し、冷却できる。このため、バッチ式の処理の場合に比して、カロテノイドの分解を抑制でき、処理後のカロテノイドの残存率を向上できる。 This method for producing a cis-carotenoid-containing composition requires a short time for cis-isomerization treatment, and can sufficiently cis-isomerize carotenoids in a short time. In addition, this method for producing a cis-carotenoid-containing composition allows the mixture flowing through the flow path to be quickly heated and cooled. Therefore, compared to batch-type treatment, decomposition of carotenoids can be suppressed, and the residual rate of carotenoids after treatment can be improved.
したがって、カロテノイドを効率よくシス異性化でき、処理後のカロテノイドの残存率が高いシス型カロテノイド含有組成物の製造方法を提供できる。 Therefore, it is possible to provide a method for producing a composition containing cis-form carotenoids that can efficiently cis-isomerize carotenoids and has a high residual rate of carotenoids after treatment.
本発明における好ましい実施の形態を説明する。
前記加熱する工程における加熱時間は、10分以下であるとよい。このようにすれば、カロテノイド残存率を高くする点で好ましい。
A preferred embodiment of the present invention will now be described.
The heating time in the heating step is preferably 10 minutes or less, which is preferable in terms of increasing the residual rate of carotenoids.
前記混合物は、抗酸化剤を含んでいるとよい。このようにすれば、カロテノイド残存率を高くする点で好ましい。 The mixture may contain an antioxidant. This is preferable in terms of increasing the residual rate of carotenoids.
前記混合物は、異性化促進触媒を含んでいるとよい。このようにすれば、シス異性化比率を向上する点で好ましい。 The mixture may contain an isomerization-promoting catalyst. This is preferable in terms of improving the cis-isomerization ratio.
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。 The following describes embodiments of the present invention. In this specification, when a numerical range is described using "to", it is intended to include the lower limit and the upper limit unless otherwise specified. For example, the description "10 to 20" includes both the lower limit "10" and the upper limit "20". In other words, "10 to 20" has the same meaning as "10 or more and 20 or less".
1.シス型カロテノイド含有組成物の製造方法
シス型カロテノイド含有組成物の製造方法は、シス型カロテノイド含有組成物を連続的に得る方法である。シス型カロテノイド含有組成物の製造方法は、流路12(図1参照)を流れるトランス型カロテノイドと有機溶媒との混合物を加熱する工程と、加熱する工程後に、流路12を流れる加熱された混合物を冷却する工程と、を備えている。加熱する工程において、有機溶媒の状態が亜臨界流体である。
1. Method for producing a cis-carotenoid-containing composition The method for producing a cis-carotenoid-containing composition is a method for continuously obtaining a cis-carotenoid-containing composition. The method for producing a cis-carotenoid-containing composition includes a step of heating a mixture of a trans-carotenoid and an organic solvent flowing through a flow path 12 (see FIG. 1 ), and a step of cooling the heated mixture flowing through the
(1)原料
原料に用いられるトランス型カロテノイドは、カロテン類のトランス型異性体であってもよく、キサントフィル類のトランス型異性体であってもよい。トランス型カロテノイドは、リコピン、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、及びゼアキサンチンからなる群より選ばれる1種以上のトランス型異性体であることが好ましい。
(1) Raw Material The trans-carotenoid used as the raw material may be a trans-isomer of carotene or a trans-isomer of xanthophylls. The trans-carotenoid is preferably one or more trans-isomers selected from the group consisting of lycopene, β-carotene, astaxanthin, lutein, fucoxanthin, canthaxanthin, and zeaxanthin.
トラン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、トランス型リコピンであることがより好ましい。リコピンは、化学式C40H56(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7(A)に示すHPLCクロマトグラムにおいて、「all-trans」はトランス型リコピンを表す。図7(B)に示すHPLCクロマトグラムにおいて、「13cis」は、13位の炭素がシス型である13シス型リコピンを表す。「9cis」は、9位の炭素がシス型である9シス型リコピンを表す。
From the viewpoint of use in health foods, food dyes, and cosmetics, trans-carotenoid is more preferably trans-lycopene. Lycopene is a type of 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 this application, an isomer in which at least one of the 11 conjugated double bonds of lycopene is a cis type is referred to as cis-lycopene, and an isomer in which all of the 11 conjugated double bonds are trans-type is referred to as trans-lycopene. When simply referring to "lycopene," both cis-lycopene and trans-lycopene are included. In this application, when the carbon skeleton is a cis type, its position is represented by a number. For example, in the HPLC chromatogram shown in FIG. 7(A), "all-trans" represents trans-lycopene. In the HPLC chromatogram shown in Fig. 7(B), "13cis" represents 13cis lycopene in which the carbon at
また、トラン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、トランス型アスタキサンチンであることもより好ましい。アスタキサンチンは、化学式C40H52O4(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、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14(A)に示すHPLCクロマトグラムにおいて、「all-trans」は、トランス型アスタキサンチンを表す。図14(B)に示すHPLCクロマトグラムにおいて、「9cis」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。「13cis」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。
In addition, it is more preferable that the trans-carotenoid is trans-astaxanthin from the viewpoint of use as a color enhancer for health foods, food dyes, cosmetics, and animal feed. Astaxanthin is a type of carotenoid represented by the chemical formula C 40 H 52 O 4 (molecular weight 596.841). Astaxanthin is composed of a polyene chain consisting of nine conjugated double bonds and end groups (terminal groups) attached to both ends. In this application, an isomer in which at least one of the nine conjugated double bonds in the polyene chain is cis-type is referred to as cis-astaxanthin, and an isomer in which all are trans-type is referred to as trans-astaxanthin. In this application, when the carbon skeleton is cis-type, its position is represented by a number. For example, in the HPLC chromatogram shown in FIG. 14(A), "all-trans" represents trans-astaxanthin. In the HPLC chromatogram shown in Fig. 14(B), "9cis" represents 13cis astaxanthin in which the carbon at position 9 is cis. "13cis" represents 13cis astaxanthin in which the carbon at
トランス型カロテノイドは、市販品を用いることができ、あるいは従来の化学合成法により製造することができる。また、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。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。 Trans-carotenoids may be commercially available or may be produced by conventional chemical synthesis methods. In addition, trans-carotenoids may be chemically synthesized products, may be carotenoids derived from natural products, or may be a mixture of these. For food and beverage products, trans-carotenoids derived from natural products are more preferable from the viewpoint of safety. Raw materials containing trans-carotenoids may contain a certain proportion (e.g., 10% by mass or less) of cis-carotenoids.
混合物は、トランス型カロテノイドと有機溶媒との混合物である。トランス型カロテノイドの量は、例えば、有機溶媒1mL当たり1μg~1000μgとすることができる。トランス型カロテノイドは、有機溶媒に溶解していても、一部又は全部が溶解しない状態で分散していてもよい。有機溶媒は、加熱する工程において、亜臨界流体の状態をとりうるものであれば特に限定されない。「亜臨界流体」とは、常圧における沸点から臨界温度までの温度域で加圧することにより液体状態を保った流体をいう。有機溶媒は、炭素数が3~6のエステル、炭素数1~4のアルコール、炭素数3~9のケトン、炭素数が2~8のエーテル、及び炭素数5~8のアルカンからなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。より具体的には、有機溶媒は、酢酸エチル、メタノール、エタノール、2-プロパノール、アセトン、ジエチルエーテル、ジメチルエーテル、及びヘキサンからなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。トランス型リコピンの市販品において、トランス型リコピンが酢酸エチルによりトマトや微生物から抽出された形態(抽出物)で流通しているものがある。トランス型カロテノイドがトランス型リコピンである場合には、溶解性の観点から、有機溶媒は酢酸エチルであることが好ましい。また、トランス型アスタキサンチンの市販品において、トランス型アスタキサンチンがエタノールや酢酸エチルにより微生物から抽出された形態(抽出物)で流通しているものがある。トランス型カロテノイドがトランス型アスタキサンチンである場合には、溶解性の観点から、有機溶媒はエタノールや酢酸エチルであることが好ましい。混合物は、トランス型カロテノイドと有機溶媒とを含んでいれば、さらにその他の成分を含んでいてもよい。 The mixture is a mixture of trans-carotenoid and an organic solvent. The amount of trans-carotenoid can be, for example, 1 μg to 1000 μg per mL of organic solvent. The trans-carotenoid may be dissolved in the organic solvent, or may be dispersed in a state where it is partially or completely undissolved. The organic solvent is not particularly limited as long as it can be in a subcritical fluid state in the heating step. The term "subcritical fluid" refers to a fluid that is kept in a liquid state by pressurizing in a temperature range from the boiling point at normal pressure to the critical temperature. The organic solvent is preferably at least one selected from the group consisting of esters having 3 to 6 carbon atoms, alcohols having 1 to 4 carbon atoms, ketones having 3 to 9 carbon atoms, ethers having 2 to 8 carbon atoms, and alkanes having 5 to 8 carbon atoms. More specifically, the organic solvent is preferably at least one selected from the group consisting of ethyl acetate, methanol, ethanol, 2-propanol, acetone, diethyl ether, dimethyl ether, and hexane. Some commercially available trans-lycopene products are distributed in a form (extract) in which trans-lycopene is extracted from tomatoes or microorganisms with ethyl acetate. When the trans-carotenoid is trans-lycopene, the organic solvent is preferably ethyl acetate from the viewpoint of solubility. Also, some commercially available trans-astaxanthin products are distributed in a form (extract) in which trans-astaxanthin is extracted from microorganisms with ethanol or ethyl acetate. When the trans-carotenoid is trans-astaxanthin, the organic solvent is preferably ethanol or ethyl acetate from the viewpoint of solubility. As long as the mixture contains a trans-carotenoid and an organic solvent, it may further contain other components.
混合物は、抗酸化剤を含んでいてもよい。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。抗酸化剤の種類は、カロテノイドの種類に応じて適宜選択できる。抗酸化剤としては、α-トコフェノール、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より好ましい。トランス型カロテノイドがトランス型リコピンである場合には、リコピンの分解を抑制する観点から、α-トコフェノール、ブチルヒドロキシアニソール(BHA)、又はジブチルヒドロキシトルエン(BHT)であることが特に好ましい。トランス型カロテノイドがトランス型アスタキサンチンである場合には、アスタキサンチンの分解を抑制する観点から、アスコルビン酸(VC)であることが特に好ましい。
抗酸化剤の濃度は、好ましくは0.01mM~50mMであり、より好ましくは0.05mM~20mMであり、さらに好ましくは0.1mM~15mMである。
The mixture may contain an antioxidant. From the viewpoint of safety, the antioxidant is preferably one used as a food additive. The type of antioxidant can be appropriately selected according to the type of carotenoid. The antioxidant is more preferably one or more selected from the group consisting of α-tocopherol, butyl hydroxyanisole (BHA), dibutyl hydroxytoluene (BHT), ascorbyl palmitate (PAVC), and ascorbic acid (VC). When the trans-carotenoid is trans-lycopene, from the viewpoint of inhibiting the decomposition of lycopene, α-tocopherol, butyl hydroxyanisole (BHA), or dibutyl hydroxytoluene (BHT) are particularly preferable. When the trans-carotenoid is trans-astaxanthin, from the viewpoint of inhibiting the decomposition of astaxanthin, ascorbic acid (VC) is particularly preferable.
The concentration of the antioxidant is preferably 0.01 mM to 50 mM, more preferably 0.05 mM to 20 mM, and even more preferably 0.1 mM to 15 mM.
混合物は、異性化促進触媒を含んでいてもよい。安全性の観点から、異性化促進触媒は天然由来成分、特に食品由来成分であるものが好ましい。異性化促進触媒としては、イソチオシアネート類もしくはポリスルフィド類が好適である。より具体的には、異性化促進触媒は、アリルイソチオシアネート、メチルイソチオシアネート、エチルイソチオシアネート、スルフォラファン、ジメチルジスルフィド、ジアリルジスルフィド、及びジアリルトリスルフィド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。
異性化促進触媒の濃度は、好ましくは1mM~200mMであり、より好ましくは5mM~100mMであり、さらに好ましくは10mM~75mMである。
The mixture may contain an isomerization catalyst. From the viewpoint of safety, the isomerization catalyst is preferably a naturally derived component, particularly a food derived component. As the isomerization catalyst, isothiocyanates or polysulfides are preferable. More specifically, the isomerization catalyst is preferably one or more selected from the group consisting of allyl isothiocyanate, methyl isothiocyanate, ethyl isothiocyanate, sulforaphane, dimethyl disulfide, diallyl disulfide, and diallyl trisulfide.
The concentration of the isomerization-promoting catalyst is preferably 1 mM to 200 mM, more preferably 5 mM to 100 mM, and even more preferably 10 mM to 75 mM.
(2)製造方法
シス型リコピン含有組成物の製造方法は、シス型カロテノイド含有組成物を連続的に得る方法である。具体的には、本方法では、連続的にトランス型カロテノイドと有機溶媒の混合物を供給し、一方向に送られる亜臨界流体中においてカロテノイドのシス異性化反応をし、連続的にシス型カロテノイド含有組成物を回収する。すなわち、本方法は、供給、反応、回収を同時に行う方法であり、連続式(フロー式)とも称される。本方法は、例えば、図1に示す流通式高温高圧装置10を用いて行うことができる。
(2) Production method The production method of the cis-lycopene-containing composition is a method for continuously obtaining a cis-carotenoid-containing composition. Specifically, in this method, a mixture of trans-carotenoid and an organic solvent is continuously supplied, a cis-isomerization reaction of carotenoid occurs in the subcritical fluid sent in one direction, and the cis-carotenoid-containing composition is continuously recovered. That is, this method is a method in which supply, reaction, and recovery are performed simultaneously, and is also called a continuous method (flow method). This method can be performed, for example, using a flow-type high-temperature and high-
流通式高温高圧装置10は、図1に示すように、原料供給部11、流路12、高圧ポンプ13、加熱部14、冷却部15、背圧弁16、回収部17を備えている。原料供給部11から供給された混合物は、流路12内を流通して回収部17まで送られる。流路12は、例えば、金属等の熱伝導率が高く剛性の高い管で構成される。流路12の内径は、例えば0.1mm~120mmとすることができる。流路12内を流れる混合物には、高圧ポンプ13から背圧弁16までの区間(圧力付与区間)において所定の圧力が付与される。流通式高温高圧装置10は、圧力付与区間に加熱部14と冷却部15が設けられている。加熱部14は、ヒータ等によって、流路12の外側から混合物を加熱する。冷却部15は、空冷又は水冷等によって、流路12の外側から混合物を冷却する。混合物を効率よく加熱及び冷却する観点から、流路12は、加熱部14及び冷却部15においてらせん状や、蛇行状をなしていてもよい。
As shown in FIG. 1, the flow-type high-temperature high-
加熱する工程は、流路12を流れるトランス型カロテノイドと有機溶媒との混合物を加熱する工程である。加熱する工程は、混合物が加熱部14を通過する間に行われる。加熱する工程において、混合物は有機溶媒の沸点から臨界温度までの温度域で加熱される。酢酸エチルの沸点は77.10℃であり、臨界温度は523.20K(250.15℃)である。エタノールの沸点は78.32℃であり、臨界温度は516.20K(243.05℃)である。加熱する工程において、混合物には所定の圧力が付与されている。そして、有機溶媒の温度が所定の温度に達すると、有機溶媒は亜臨界流体の状態になる。有機溶媒の状態が亜臨界流体となる温度及び圧力は、有機溶媒の種類によって定まる。このため、加熱する工程における加熱温度及び圧力は、有機溶媒の種類に応じて適宜設定される。
The heating step is a step of heating the mixture of trans-carotenoid and organic solvent flowing through the
加熱する工程における加熱温度は、シス異性化反応を促進する観点から、好ましくは40℃以上であり、より好ましくは60℃以上、80℃以上、100℃以上、120℃以上、140℃以上である。加熱する工程における加熱温度は、カロテノイドの分解を抑制する観点から、好ましくは250℃以下であり、より好ましくは200℃以下、180℃以下、160℃以下である。これらの観点から、加熱する工程における加熱温度の好ましい範囲は、上記の下限及び上限を適宜組み合わせて設定でき、例えば、40℃以上250℃以下とすることができる。なお、上記の加熱温度は、混合物の温度である。本装置10において、加熱部14の設定温度と加熱部14を通過する混合物の温度はほぼ同じであり、加熱部14の設定温度を混合物の温度とし得る。また、混合物の温度は、例えば、予めヒータの設定温度と流路12内の混合物の温度の関係を調べて、ヒータの設定温度から予測してもよい。
The heating temperature in the heating step is preferably 40°C or higher, more preferably 60°C or higher, 80°C or higher, 100°C or higher, 120°C or higher, or 140°C or higher, from the viewpoint of promoting the cis-isomerization reaction. The heating temperature in the heating step is preferably 250°C or lower, more preferably 200°C or lower, 180°C or lower, or 160°C or lower, from the viewpoint of suppressing the decomposition of carotenoids. From these viewpoints, the preferred range of the heating temperature in the heating step can be set by appropriately combining the above lower and upper limits, and can be, for example, 40°C or higher and 250°C or lower. The above heating temperature is the temperature of the mixture. In this
本発明者らは、亜臨界流体中でシス異性化反応を行うことで、加熱時間が短時間であっても十分なシス異性化比率を実現できるという新たな知見を得た。加熱する工程における加熱時間は、好ましくは5秒以上であり、例えば、10秒以上、15秒以上、20秒以上であってもよい。加熱する工程における加熱時間は、カロテノイドの分解を抑制する観点から、好ましくは10分以下であり、より好ましくは5分以下、3分以下、1分以下、50秒以下である。これらの観点から、加熱する工程における加熱時間の好ましい範囲は、上記の下限及び上限を適宜組み合わせて設定でき、例えば、5秒以上10分以下とすることができる。この加熱時間は、流路12の内径や、流路12を流れる混合物の流速を適宜調整してコントロールできる。
The present inventors have found that a sufficient cis-isomerization ratio can be achieved even with a short heating time by performing a cis-isomerization reaction in a subcritical fluid. The heating time in the heating step is preferably 5 seconds or more, and may be, for example, 10 seconds or more, 15 seconds or more, or 20 seconds or more. From the viewpoint of suppressing the decomposition of carotenoids, the heating time in the heating step is preferably 10 minutes or less, and more preferably 5 minutes or less, 3 minutes or less, 1 minute or less, or 50 seconds or less. From these viewpoints, the preferred range of the heating time in the heating step can be set by appropriately combining the above lower and upper limits, and can be, for example, 5 seconds or more and 10 minutes or less. This heating time can be controlled by appropriately adjusting the inner diameter of the
加熱する工程における圧力は、有機溶媒の状態が亜臨界流体である範囲において特に限定されない。加熱する工程における圧力は、常圧よりも高く、好ましくは1MPa~100MPa、より好ましくは5MPa~50MPa、さらに好ましくは8MPa~15MPaである。上記範囲の下限以上であれば、好適に有機溶媒を亜臨界流体とすることができる。また、上記範囲の上限以下であれば、より低い圧力でシス型カロテノイド含有組成物を得ることができ、生産時のエネルギー効率の観点で好ましい。 The pressure in the heating step is not particularly limited as long as the organic solvent is in a subcritical fluid state. The pressure in the heating step is higher than normal pressure, and is preferably 1 MPa to 100 MPa, more preferably 5 MPa to 50 MPa, and even more preferably 8 MPa to 15 MPa. If the pressure is equal to or higher than the lower limit of the above range, the organic solvent can be suitably made into a subcritical fluid. If the pressure is equal to or lower than the upper limit of the above range, a cis-carotenoid-containing composition can be obtained at a lower pressure, which is preferable from the viewpoint of energy efficiency during production.
冷却する工程は、加熱する工程後に、流路12を流れる加熱された混合物を冷却する工程である。冷却する工程は、混合物が冷却部15を通過する間に行われる。冷却する工程の冷却温度は、上記の加熱温度の下限より低い温度であればよく、カロテノイドの分解を抑制する観点から、好ましくは100℃以下であり、より好ましくは60℃以下であり、さらに好ましくは40℃以下である。冷却する工程の冷却温度の下限は、例えば-10℃である。冷却温度は、例えば、冷却に用いられる水やエチレングリコール水溶液の温度を適宜調整してコントロールできる。
The cooling step is a step of cooling the heated mixture flowing through the
シス型カロテノイド含有組成物の製造方法は、冷却する工程の後に、混合物から有機溶媒を除く工程を更に備えていてもよい。有機溶媒を除く工程は、例えば、常温(25℃)、低圧下で、有機溶媒を蒸発させる工程であってもよい。 The method for producing a cis-carotenoid-containing composition may further include a step of removing the organic solvent from the mixture after the cooling step. The step of removing the organic solvent may be, for example, a step of evaporating the organic solvent at room temperature (25°C) under low pressure.
2.シス型カロテノイド含有組成物
シス型カロテノイド含有組成物は、少なくともシス型カロテノイドを含有する。シス型カロテノイドの少なくとも一部は、原料に含まれるトランス型カロテノイドがシス異性化することで得られる。シス型カロテノイド含有組成物は、シス型カロテノイド以外の任意の成分を含んでいてもよい。そのような任意の成分としては、上記の抗酸化剤、異性化促進触、有機溶媒の残留成分等が例示される。
2. Cis-carotenoid-containing composition The cis-carotenoid-containing composition contains at least cis-carotenoid. At least a part of the cis-carotenoid is obtained by cis-isomerization of trans-carotenoid contained in the raw material. The cis-carotenoid-containing composition may contain any component other than the cis-carotenoid. Examples of such any component include the above-mentioned antioxidants, isomerization-promoting catalysts, residual components of organic solvents, etc.
シス型カロテノイド含有組成物において、カロテノイド全体を100質量%とした場合のシス型カロテノイド含有率(質量%)は特に限定されない。以下、カロテノイド全体を100質量%とした場合のシス型カロテノイド含有率を単にシス型カロテノイド含有率とも称する。シス型カロテノイド含有率は、10質量%以上、さらに20質量%以上、さらに30質量%以上、さらに40質量%以上、さらに50質量%以上、さらに60質量%以上であることが好ましい。シス型カロテノイド含有率の上限は特に限定されないが、通常90質量%以下であり、85質量%以下、80質量%以下、70質量%以下であってもよい。シス型カロテノイド含有組成物に含まれるシス型カロテノイドがシス型リコピンである場合には、シス型カロテノイド含有率は、さらに70質量%以上、さらに75質量%以上であってもよい。
なお、本願において、カロテノイド含有量及びシス型カロテノイド含有率は、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。
In the cis-carotenoid-containing composition, the cis-carotenoid content (mass%) when the total carotenoid is taken as 100% by mass is not particularly limited. Hereinafter, the cis-carotenoid content when the total carotenoid is taken as 100% by mass is also simply referred to as the cis-carotenoid content. The cis-carotenoid content is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and even more preferably 60% by mass or more. The upper limit of the cis-carotenoid content is not particularly limited, but is usually 90% by mass or less, and may be 85% by mass or less, 80% by mass or less, or 70% by mass or less. When the cis-carotenoid contained in the cis-carotenoid-containing composition is cis-lycopene, the cis-carotenoid content may be 70% by mass or more, or even 75% by mass or more.
In the present application, the carotenoid content and the cis-carotenoid content can be measured by HPLC (high performance liquid chromatography) using a reverse phase column or a normal phase column. The amount is determined based on the peak area of each carotenoid isomer peak in a chromatogram.
シス異性化比率は、異性化処理の前後(加熱する工程の前と、冷却する工程の後)における、シス型カロテノイドの増加率を意味する。高濃度(例えば97質量%以上)のトランス型カロテノイド含有率のカロテノイドを用いてシス異性化処理を行った場合には、異性化処理前のシス型カロテノイドは微量で無視できる。このため、シス異性化比率は、得られたシス型カロテノイド含有組成物のシス型カロテノイド含有率として求めることができる。具体的には、高濃度のトランス型カロテノイド含有率のカロテノイドを用いてシス異性化処理を行った場合には、シス異性化比率は、シス型カロテノイド含有組成物をHPLC分析して、次の式により求めることができる。
シス異性化比率は、10%以上、さらに20%以上、さらに30%以上、さらに40%以上、さらに50%以上、さらに60%以上であることが好ましい。シス異性化比率の上限は特に限定されないが、通常90%以下であり、85%以下、80%以下、70%以下であってもよい。トランス型リコピンをシス異性化する場合には、シス異性化比率は、さらに70%以上、さらに75%以上であってもよい。シス異性化比率が上記の下限値以上であれば、シス型カロテノイド含有組成物におけるカロテノイド中のシス型カロテノイド含有率を確保するという観点において好ましい。シス異性化比率が上記の下限値以上であれば、シス型カロテノイド含有組成物におけるシス型カロテノイド含有率を確保するという観点において好ましい。 The cis-isomerization ratio is preferably 10% or more, more preferably 20% or more, more preferably 30% or more, more preferably 40% or more, more preferably 50% or more, and even more preferably 60% or more. The upper limit of the cis-isomerization ratio is not particularly limited, but is usually 90% or less, and may be 85% or less, 80% or less, or 70% or less. When trans-lycopene is cis-isomerized, the cis-isomerization ratio may be 70% or more, or even 75% or more. If the cis-isomerization ratio is equal to or greater than the above lower limit, it is preferable from the viewpoint of ensuring the cis-carotenoid content in the carotenoid in the cis-carotenoid-containing composition. If the cis-isomerization ratio is equal to or greater than the above lower limit, it is preferable from the viewpoint of ensuring the cis-carotenoid content in the cis-carotenoid-containing composition.
また、カロテノイド残存率とは、異性化処理前(加熱する工程の前)のカロテノイド含有量に対する異性化処理後(冷却する工程の後)のカロテノイド含有量の割合を意味する。カロテノイド残存率は、HPLC分析して、次の式により求めることができる。
カロテノイド残存率は、40%以上であることが好ましく、50%以上であることが好ましく、60%以上であることがさらに好ましい。このカロテノイド残存率の上限は100%であり、95%以下であってもよい。カロテノイド残存率が上記の下限値以上であれば、シス型カロテノイド含有組成物のカロテノイド含有量、さらに、カロテノイド中のシス型カロテノイド含有率を確保するという観点において好ましい。 The carotenoid residual rate is preferably 40% or more, more preferably 50% or more, and even more preferably 60% or more. The upper limit of this carotenoid residual rate is 100%, and it may be 95% or less. If the carotenoid residual rate is equal to or greater than the above lower limit, this is preferable from the viewpoint of ensuring the carotenoid content of the cis-carotenoid-containing composition and further the cis-carotenoid content in the carotenoid.
シス型カロテノイド含有組成物は、動物への体内吸収性及び体内蓄積性の高いシス型カロテノイドを含む素材して、飲食品用、化粧品用、医薬品用、動物飼料用に好適である。シス型カロテノイド含有組成物は、亜臨界流体中でシス異性化反応が行われるから、ヒトに対する安全性の高い有機溶媒を選択することができ、上記用途に好適である。 The cis-carotenoid-containing composition is a material containing cis-carotenoids that are highly absorbable and highly accumulating in the body of animals, and is suitable for use in foods and beverages, cosmetics, pharmaceuticals, and animal feed. The cis-carotenoid-containing composition undergoes a cis-isomerization reaction in a subcritical fluid, making it possible to select an organic solvent that is highly safe for humans, making it suitable for the above uses.
3.本実施形態の効果
以上説明したように、本実施形態によれば、シス異性化処理に要する時間が短く、カロテノイドを短時間で十分にシス異性化できる。また、本実施形態によれば、流路12を流れる混合物を速やかに加熱し、冷却できる。このため、バッチ式の処理の場合に比して、カロテノイドの分解を抑制でき、処理後のカロテノイドの残存率を向上できる。したがって、本実施形態によれば、カロテノイドを効率よくシス異性化でき、処理後のカロテノイドの残存率が高いシス型カロテノイド含有組成物の製造方法を提供できる。
3. Effects of the Present Embodiment As described above, according to the present embodiment, the time required for the cis-isomerization treatment is short, and carotenoids can be sufficiently cis-isomerized in a short time. Furthermore, according to the present embodiment, the mixture flowing through the
フローケミストリーを基盤とする本方法は、グリーン・サステナブルケミストリーの観点からも有用な手段である。 This method, based on flow chemistry, is also a useful tool from the perspective of green and sustainable chemistry.
また、本実施形態によれば、高いシス異性化比率を実現できる。このため、原料のトランス型カロテノイドの量に、シス異性化比率とカロテノイド残存率を乗じて算出される、シス型カロテノイドの収量を十分に確保できる。 In addition, according to this embodiment, a high cis-isomerization ratio can be achieved. Therefore, the yield of cis-carotenoids, calculated by multiplying the amount of trans-carotenoids in the raw material by the cis-isomerization ratio and the carotenoid residual rate, can be sufficiently ensured.
以下、実施例により更に具体的に説明する。 The following provides a more detailed explanation using examples.
1.シス型リコピン含有組成物の製造
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含有率は、97.0質量%以上であった。図7(A)に、このリコピン(原料)のクロマトグラムを示す。有機溶媒として、酢酸エチルを用いた。総リコピンの濃度が5.0μg/mlとなるようにリコピンを酢酸エチルに溶解し混合液を得た。流路には、内径0.5mmの管(SUS-316、島津株式会社社製)を用いた。加熱する工程における加熱温度は、80℃~180℃とした。加熱する工程における圧力は、10MPa~40MPaとした。この加熱温度及び圧力の条件下において、酢酸エチルは亜臨界流体として存在する。さらに、抗酸化剤として、α-トコフェノール(α-Tocopherol、東京化学工業社製)、ブチルヒドロキシアニソール(BHA、東京化学工業社製)、ジブチルヒドロキシトルエン(BHT、関東化学社製)、及びパルミチン酸アスコルビル(PAVC、富士フイルム和光純薬)をそれぞれ用いた。各抗酸化剤は最終濃度が0mM~10mMになるように調整した。異性化促進触媒として、アリルイソチオシアネート(AITC、関東化学社製)を用いた。異性化促進触媒は最終濃度が0mM~100mMになるように調整した。加熱する工程、冷却する工程の後の混合物を、30℃、減圧下で蒸発乾固し、シス型リコピン含有組成物を得た。得られたシス型リコピン含有組成物をヘキサンに溶解し、HPLC用のサンプルを得た。得られたサンプルは、後述する条件で順相HPLC分析に供した。
1. Production of cis-lycopene-containing composition As trans-lycopene, lycopene purified from tomato oleoresin (Lycored Co., Ltd., Lyc-O-Mato (registered trademark) 15%) was used. The trans-lycopene content of this lycopene was 97.0 mass% or more. FIG. 7(A) shows a chromatogram of this lycopene (raw material). Ethyl acetate was used as the organic solvent. Lycopene was dissolved in ethyl acetate to obtain a mixed solution with a total lycopene concentration of 5.0 μg/ml. A tube (SUS-316, Shimadzu Corporation) with an inner diameter of 0.5 mm was used for the flow path. The heating temperature in the heating step was 80° C. to 180° C. The pressure in the heating step was 10 MPa to 40 MPa. Under these heating temperature and pressure conditions, ethyl acetate exists as a subcritical fluid. Further, α-tocopherol (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), butyl hydroxyanisole (BHA, Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), dibutyl hydroxytoluene (BHT, Kanto Chemical Co., Ltd.), and ascorbyl palmitate (PAVC, Fujifilm Wako Pure Chemical Industries Co., Ltd.) were used as antioxidants. The final concentration of each antioxidant was adjusted to 0 mM to 10 mM. Allyl isothiocyanate (AITC, Kanto Chemical Co., Ltd.) was used as an isomerization catalyst. The final concentration of the isomerization catalyst was adjusted to 0 mM to 100 mM. The mixture after the heating step and the cooling step was evaporated to dryness under reduced pressure at 30°C to obtain a cis-lycopene-containing composition. The obtained cis-lycopene-containing composition was dissolved in hexane to obtain a sample for HPLC. The obtained sample was subjected to normal phase HPLC analysis under the conditions described below.
2.シス型アスタキサンチン含有組成物の製造
トランス型アスタキサンチンは、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含有率は、97.0質量%以上であった。図14(A)に、このアスタキサンチン(原料)のクロマトグラムを示す。有機溶媒として、エタノールを用いた。総アスタキサンチンの濃度が2.5μg/mlとなるようにアスタキサンチンをエタノールに溶解し混合液を得た。流路には、内径0.5mmの管(SUS-316、島津株式会社社製)を用いた。加熱する工程における加熱温度は、60℃~200℃とした。加熱する工程における圧力は、10MPa~40MPaとした。この加熱温度及び圧力の条件下において、エタノールは亜臨界流体として存在する。さらに、抗酸化剤として、アスコルビン酸(VC、関東化学社製)、α-トコフェノール(α-Tocopherol、東京化学工業社製)、ジブチルヒドロキシトルエン(BHT、関東化学社製)をそれぞれ用いた。各抗酸化剤は最終濃度が0mM~20mMになるよう混合した。異性化促進触媒として、アリルイソチオシアネート(AITC、関東化学社製)を用いた。異性化促進触媒は最終濃度が0mM~100mMになるよう混合した。加熱する工程、冷却する工程の後の混合物を、30℃、減圧下で蒸発乾固し、シス型アスタキサンチン含有組成物を得た。得られたシス型アスタキサンチン含有組成物を酢酸エチル/ヘキサン(体積比 70:30)に溶解し、HPLC用のサンプルを得た。得られたサンプルは、後述する条件で順相HPLC分析に供した。
2. Production of cis-astaxanthin-containing composition Astaxanthin manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was used as trans-astaxanthin. The trans-astaxanthin content of this astaxanthin was 97.0% by mass or more. FIG. 14 (A) shows a chromatogram of this astaxanthin (raw material). Ethanol was used as the organic solvent. Astaxanthin was dissolved in ethanol so that the total astaxanthin concentration was 2.5 μg/ml to obtain a mixed solution. A tube (SUS-316, manufactured by Shimadzu Corporation) with an inner diameter of 0.5 mm was used for the flow path. The heating temperature in the heating step was 60° C. to 200° C. The pressure in the heating step was 10 MPa to 40 MPa. Under these heating temperature and pressure conditions, ethanol exists as a subcritical fluid. Furthermore, ascorbic acid (VC, manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), α-tocopherol (α-Tocopherol, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and dibutylhydroxytoluene (BHT, manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) were used as antioxidants. Each antioxidant was mixed to a final concentration of 0 mM to 20 mM. Allyl isothiocyanate (AITC, manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) was used as an isomerization catalyst. The isomerization catalyst was mixed to a final concentration of 0 mM to 100 mM. The mixture after the heating step and the cooling step was evaporated to dryness under reduced pressure at 30°C to obtain a cis-astaxanthin-containing composition. The obtained cis-astaxanthin-containing composition was dissolved in ethyl acetate/hexane (volume ratio 70:30) to obtain a sample for HPLC. The obtained sample was subjected to normal phase HPLC analysis under the conditions described below.
3.シス型β-カロテン含有組成物の製造
トランス型β-カロテンは、富士フイルム和光純薬株式会社製のβ-カロテンを用いた。このβ-カロテンのトランス型β-カロテン含有率は、97.9質量%以上であった。有機溶媒として、酢酸エチルを用いた。総β-カロテンの濃度が100μg/mlとなるようにβ-カロテンを酢酸エチルに溶解し混合液を得た。流路には、内径0.5mmの管(SUS-316、島津株式会社社製)を用いた。加熱する工程における加熱温度は、140℃~200℃とした。加熱する工程における圧力は、10MPaとした。この加熱温度及び圧力の条件下において、酢酸エチルは亜臨界流体として存在する。さらに、抗酸化剤として、α-トコフェノール(α-Tocopherol、東京化学工業社製)を用いた。抗酸化剤は最終濃度が1mg/mLになるよう混合した。加熱する工程、冷却する工程の後の混合物を、30℃、減圧下で蒸発乾固し、シス型β-カロテン含有組成物を得た。得られたシス型β-カロテン含有組成物をメタノール/tert-ブチルメチルエーテル/水(体積比 60:35:5)に溶解し、HPLC用のサンプルを得た。得られたサンプルは、後述する条件で逆相HPLC分析に供した。
3. Production of cis-β-carotene-containing composition As trans-β-carotene, β-carotene manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was used. The trans-β-carotene content of this β-carotene was 97.9% by mass or more. Ethyl acetate was used as the organic solvent. β-carotene was dissolved in ethyl acetate to obtain a mixed solution with a total β-carotene concentration of 100 μg/ml. A tube (SUS-316, manufactured by Shimadzu Corporation) with an inner diameter of 0.5 mm was used for the flow path. The heating temperature in the heating step was 140° C. to 200° C. The pressure in the heating step was 10 MPa. Under the heating temperature and pressure conditions, ethyl acetate exists as a subcritical fluid. Furthermore, α-tocopherol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used as the antioxidant. The antioxidant was mixed to a final concentration of 1 mg/mL. The mixture after the heating and cooling steps was evaporated to dryness under reduced pressure at 30° C. to obtain a cis-β-carotene-containing composition. The obtained cis-β-carotene-containing composition was dissolved in methanol/tert-butyl methyl ether/water (volume ratio 60:35:5) to obtain a sample for HPLC. The obtained sample was subjected to reversed-phase HPLC analysis under the conditions described below.
4.HPLC分析の条件
(1)シス型リコピン含有組成物の順相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℃
4. Conditions for HPLC Analysis (1) Conditions for normal phase HPLC analysis of cis-lycopene-containing composition Apparatus: High performance liquid chromatograph Prominence system (SPD-M20A, manufactured by Shimadzu Corporation)
Column: Nucleosil 300-5 (length: 250 mm x 3, inner diameter: 4.6 mm, particle size: 5 μm, manufactured by GL Sciences Inc.)
Mobile phase: hexane (containing 0.075% DIPEA (diisopropylethylamine))
Flow rate: 1.0mL/min
Detection wavelength: 460 nm
Column temperature: 40°C
(2)シス型アスタキサンチン含有組成物の順相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℃
(2) Conditions for normal phase HPLC analysis of cis-astaxanthin-containing composition Apparatus: High performance liquid chromatograph Prominence system (SPD-M20A, manufactured by Shimadzu Corporation)
Column: Penomenex silica gel luna (2) (length: 150 mm x 2, inner diameter: 4.6 mm, particle size: 5 μm, manufactured by Penomenex)
Mobile phase: hexane/ethyl acetate/acetone (volume ratio 70:20:10)
Flow rate: 1.2mL/min
Detection wavelength: 470 nm
Column temperature: 40°C
(3)シス型β-カロテン含有組成物の逆相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:YMC Carotenoid(長さ:250mm×3本、内径:4.6mm、粒子径:5μm、株式会社ワイエムシィ製)
移動相:メタノール/tert-ブチルメチルエーテル/水(体積比 60:35:5)
流速:1.0mL/min
検出波長:450nm
カラム温度:40℃
(3) Conditions for reversed-phase HPLC analysis of cis-β-carotene-containing composition: Apparatus: High-performance liquid chromatograph Prominence system (SPD-M20A, manufactured by Shimadzu Corporation)
Column: YMC Carotenoid (length: 250 mm x 3, inner diameter: 4.6 mm, particle size: 5 μm, manufactured by YMC Co., Ltd.)
Mobile phase: methanol/tert-butyl methyl ether/water (volume ratio 60:35:5)
Flow rate: 1.0mL/min
Detection wavelength: 450 nm
Column temperature: 40°C
各サンプルのシス異性化比率(%)、カロテノイド残存率(%)は、HPLC分析によって得られたクロマトグラム中のピーク面積に基づいて算出した。シス異性化比率及びカロテノイド残存率の測定については、サンプル毎に3回測定を行なった。各測定値は、テューキーの検定を行い、5%を有意水準とし、解析した。 The cis-isomerization ratio (%) and carotenoid residual ratio (%) of each sample were calculated based on the peak area in the chromatogram obtained by HPLC analysis. Measurements of the cis-isomerization ratio and carotenoid residual ratio were performed three times for each sample. Each measurement was analyzed using Tukey's test with a significance level of 5%.
5.結果及び考察
シス異性化比率(%)、カロテノイド残存率(%)の測定結果を表1~表16、図2~6、8~13に示す。表1~表6、図2~6はシス型リコピン含有組成物に関する測定結果であり、表7~表12、図8~13はシス型アスタキサンチン含有組成物に関する測定結果である。表及び図のグラフの測定値は、3回測定された測定値の平均値である。表において、「-」は測定を行っていないことを表し、「ND」はカロテノイドを示すピークが検出できなかったことを表す。表及び図において、「シス比率(%)」、「Total Z-isomer Ratio(%)」はシス異性化比率(%)を表し、「残存率(%)」、「Remaining ratio(%)」はカロテノイド残存率(%)を表す。
5. Results and Discussion The measurement results of the cis-isomerization ratio (%) and the carotenoid remaining ratio (%) are shown in Tables 1 to 16, Figures 2 to 6, and 8 to 13. Tables 1 to 6 and Figures 2 to 6 show the measurement results for the cis-lycopene-containing composition, and Tables 7 to 12 and Figures 8 to 13 show the measurement results for the cis-astaxanthin-containing composition. The measured values in the tables and graphs are the average values of three measurements. In the tables, "-" indicates that no measurement was performed, and "ND" indicates that no peak indicating carotenoid was detected. In the tables and figures, "cis ratio (%)" and "Total Z-isomer Ratio (%)" represent the cis-isomerization ratio (%), and "remaining ratio (%)" and "Remaining ratio (%)" represent the carotenoid remaining ratio (%).
(1)シス型リコピン含有組成物における加熱温度及び加熱時間の影響
表1、表2及び図2に、加熱時間0.25分(15秒)~4分、加熱温度80℃~180℃、圧力10MPaにおけるシス異性化比率及びカロテノイド残存率の測定結果を示す。加熱温度が高いほど短時間でシス異性化が促進されるが、リコピンの分解も促進された。加熱時間が短いほど、リコピンの分解を抑制できることが示唆された。
(2)シス型リコピン含有組成物における圧力の影響
表3及び図3に、加熱温度80℃~160℃、加熱時間1分、圧力10MPa~40MPaにおけるシス異性化比率及びカロテノイド残存率の測定結果を示す。加熱温度80℃及び120℃では、上記の圧力において、シス異性化比率に影響がなかった。加熱温度160℃では、圧力が高いほどリコピンの分解が促進された。
(3)シス型リコピン含有組成物における抗酸化剤の影響
表4及び図4に、抗酸化剤0mM~10mM、加熱温度160℃、加熱時間1分、圧力10MPaにおけるシス異性化比率及びカロテノイド残存率の測定結果を示す。α-トコフェロール、BHA、BHTは、異性化処理に伴うリコピンの分解を抑制した。PAVCは、上記の条件下において、リコピンの分解を抑制する作用が確認されなかった。
(4)シス型リコピン含有組成物における異性化促進触媒の影響
表5及び図5に、異性化促進触媒(触媒)0mM~100mM、加熱温度80℃、120℃、加熱時間1分、圧力10MPaにおけるシス異性化比率及びカロテノイド残存率の測定結果を示す。異性化促進触媒の添加、特に50mM以上の添加により、シス異性化反応が促進された。1mM~10mM程度の低濃度の添加では、シス異性化反応を促進する効果に乏しかった。25mM以上では異性化促進触媒の添加量の増加に伴い、リコピンの分解も促進された。
(5)シス型リコピン含有組成物における抗酸化剤及び異性化促進触媒の影響
表6及び図6に、抗酸化剤(α-トコフェノール、αTC)0mM~1mM、異性化促進触媒(触媒)0mM~50mM、加熱温度160℃、加熱時間15秒、30秒、圧力10MPaにおけるシス異性化比率及びカロテノイド残存率の測定結果を示す。抗酸化剤と触媒の併用により、短時間で効率的にリコピンをシス異性化できることが確認された。加熱温度160℃、加熱時間30秒、触媒50mM、抗酸化剤1mMにおいて、シス異性化比率80.7%、カロテノイド残存率92.0%を実現できた。図7(B)に、この条件で得られたシス型リコピン含有組成物のクロマトグラムを示す。
(6)シス型アスタキサンチン含有組成物における加熱温度の影響
表7及び図8に、加熱時間5分、加熱温度60℃~180℃、圧力10MPaにおけるシス異性化率及びカロテノイド残存率の測定結果を示す。この結果から、60℃~160℃では加熱温度が高いほどシス異性化が促進されるが、アスタキサンチンの分解も促進されることがわかった。
(7)シス型アスタキサンチン含有組成物における圧力の影響
表8及び図9に、加熱温度80℃~160℃、加熱時間5分、圧力10MPa~40MPaにおけるシス異性化比率及びカロテノイド残存率の測定結果を示す。上記の圧力はシス異性化比率とカロテノイド残存率(分解)に影響しなかった。なお、リコピンにおいては、160℃において圧力を高くするほど分解が促進されたが、アスタキサンチンでは160℃であっても分解は促進されなかった。
(8)シス型アスタキサンチン含有組成物における加熱温度及び加熱時間の影響
表9、表10及び図10に、加熱時間0.25分(15秒)~5分、加熱温度140℃~200℃、圧力10MPaにおけるシス異性化比率及びカロテノイド残存率の測定結果を示す。加熱温度が高いほど短時間でシス異性化が促進されるが、アスタキサンチンの分解も促進された。加熱時間が短いほど、アスタキサンチンの分解を抑制できることが示唆された。
(9)シス型アスタキサンチン含有組成物における抗酸化剤の影響
表11及び図11に、抗酸化剤0mM~20mM、加熱温度160℃、加熱時間5分、圧力10MPaにおけるシス異性化比率及びカロテノイド残存率の測定結果を示す。抗酸化剤はアスタキサンチンのシス異性化比率に影響しなかった。アスコルビン酸は効果的にアスタキサンチンの分解を抑制した。BHTは僅かにアスタキサンチンの分解を抑制したが、α-トコフェロールは上記の条件下においてアスコルビン酸の分解を抑制する作用が確認されなかった。
(10)シス型アスタキサンチン含有組成物における異性化促進触媒の影響
表12及び図12に、異性化促進触媒0mM~100mM、加熱温度80℃、120℃、加熱時間5分、圧力10MPaにおけるシス異性化比率及びカロテノイド残存率の測定結果を示す。異性化促進触媒の添加により、シス異性化反応が促進された。リコピンと比較して、アスタキサンチンにおける異性化促進触媒のシス異性化促進効果は低かった。リコピンは異性化促進触媒の添加によって分解も促進されたが、アスタキサンチンでは異性化促進触媒の添加によって分解が促進される作用は確認されなかった。
(11)シス型アスタキサンチン含有組成物における抗酸化剤及び異性化促進触媒の影響
表13及び図13に、抗酸化剤(アスコルビン酸、VC)0mM~10mM、異性化促進触媒(触媒)0mM~100mM、加熱温度180℃、200℃、加熱時間15秒~60秒、圧力10MPaにおけるシス異性化比率及びカロテノイド残存率の測定結果を示す。本条件下においては、抗酸化剤と触媒の併用効果は顕著でなかったが、抗酸化剤(アスコルビン酸)存在下における高温・短時間処理が効果的であることが示唆された。加熱温度200℃、加熱時間30秒、触媒0mM、抗酸化剤10mMにおいて、シス異性化比率60.3%、カロテノイド残存率93.7%を実現できた。図14(B)に、この条件で得られたシス型アスタキサンチン含有組成物のクロマトグラムを示す。
(12)シス型β-カロテン含有組成物における加熱時間及び加熱温度の影響
表14及び表15に、加熱時間0.5分(30秒)~5分、加熱温度140℃~200℃、圧力10MPaにおけるシス異性化比率及びカロテノイド残存率の測定結果を示す。加熱温度が高いほど短時間でシス異性化が促進されるが、β-カロテンの分解も促進された。加熱時間が短いほど、β-カロテンの分解を抑制できることが示唆された。
(13)シス型β-カロテン含有組成物における加熱時間、加熱温度、及び抗酸化剤の影響
表16及び表17に、抗酸化剤(α-トコフェロール)0mg/mL、1mg/mL、加熱時間0.5分(30秒)~5分、加熱温度200℃、圧力10MPaにおけるシス異性化比率及びカロテノイド残存率の測定結果を示す。抗酸化剤(α-トコフェロール)存在下における高温・短時間処理が効果的であることが示唆された。加熱温度200℃、加熱時間30秒、抗酸化剤1mg/mLにおいて、シス異性化比率62.0%、カロテノイド残存率94.9%を実現できた。
6.実施例の効果
本実施例によれば、カロテノイドを効率よくシス異性化でき、処理後のカロテノイドの残存率が高いシス型カロテノイド含有組成物の製造方法を提供できる。
6. Effects of the Example According to the present example, a method for producing a cis-carotenoid-containing composition can be provided that can efficiently cis-isomerize carotenoid and has a high residual rate of carotenoid after treatment.
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。
The above examples are merely illustrative and should not be construed as limiting the present invention. Although the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, the words used in describing and illustrating the present invention are understood to be descriptive and exemplary, rather than limiting. As detailed herein, changes may be made within the scope of the appended claims without departing from the scope or essence of the present invention in its form. Although the present invention has been described herein with reference to specific structures, materials and examples, it is not intended that the present invention be limited to the disclosures therein, but rather that the present invention extends to all functionally equivalent structures, methods and uses within the scope of the appended claims.
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and variations are possible within the scope of the claims of the present invention.
Claims (6)
流路を流れるトランス型カロテノイドと有機溶媒との混合物を120℃以上にて加熱する工程と、
前記加熱する工程後に、前記流路を流れる加熱された前記混合物を冷却する工程と、を備え、
前記加熱する工程において、前記有機溶媒の状態が亜臨界流体である、
シス型カロテノイド含有組成物の製造方法。 A method for producing a cis-carotenoid-containing composition, comprising the steps of:
heating the mixture of trans-carotenoid and organic solvent flowing through the flow path to 120° C. or higher ;
and cooling the heated mixture flowing through the flow path after the heating step,
In the heating step, the organic solvent is in a subcritical fluid state.
A method for producing a cis-carotenoid-containing composition.
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007015994A (en) | 2005-07-08 | 2007-01-25 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | High-temperature high-pressure water ultrahigh-speed organic compound synthesis method and high-temperature high-pressure reaction system |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007015994A (en) | 2005-07-08 | 2007-01-25 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | High-temperature high-pressure water ultrahigh-speed organic compound synthesis method and high-temperature high-pressure reaction system |
| CN101575256A (en) | 2009-06-10 | 2009-11-11 | 江南大学 | Cis-isomerism method for lycopene and lycopene product with high cis-isomer content |
| JP2015187088A (en) | 2014-03-27 | 2015-10-29 | カゴメ株式会社 | Method for producing cis-isomer-containing lycopene |
| JP2019147742A (en) | 2018-02-26 | 2019-09-05 | カゴメ株式会社 | Manufacturing method of cis-lycopene-containing composition, isomerization promotion method of lycopene, and catalyst for lycopene isomerization |
| US20210214291A1 (en) | 2020-01-10 | 2021-07-15 | Michael Lloyd | Rapid Thermal Isomerization of Lycopene |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| MURAKAMI, K. et al.,Thermal isomerization of (all-E)-lycopene and separation of the Z-isomers by using a low boiling solvent: Dimethyl ether,Separation Science and Technology,2017年,Vol.52, No.16,pp.2573-2582 |
| 竹花秀太郎, 小倉長雄,トマトの色調に関する研究(第2報),日本食品工業学会誌,1962年,第9巻, 第9号,pp.373-378 |
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