含有高濃度β-胡蘿蔔素的杜氏藻粉末的製備方法

2024-04-02 17:11:05 2

專利名稱：含有高濃度β-胡蘿蔔素的杜氏藻粉末的製備方法
技術領域：
本發明涉及以高濃度含有P-胡蘿蔔素的杜氏藻類的粉末狀固形物的製造方法。
背景技術：
通常，已知胡蘿蔔素是胡蘿蔔等黃綠色蔬菜等中所含的類胡蘿蔔素的代表性的油溶性有機化合物，在體內被酶分解成視黃醛，之後被氧化生成維生素A (視黃醇)，是對人體有用的化合物。還有報導稱視黃醇進一步氧化得到的視黃酸還具有抗癌作用，盧-胡蘿蔔素的關注度進一步提高。 作為β -胡蘿蔔素的製備方法，已知有由盧-紫羅酮通過化學合成來製備盧-胡蘿蔔素的方法；或者通過培養杜氏藻類、螺旋藻類、小球藻類等藻類來製備P -胡蘿蔔素的方法。由於近來需求者的自然志向，來自化學合成的P-胡蘿蔔素有時還會被排斥，而希望是通過藻類的培養等得到的來自天然物質的P-胡蘿蔔素的情形正在增多。作為來自天然物質的盧-胡蘿蔔素的含量高的微細藻類，已知有杜氏藻Wunaliella)。已知該杜氏藻屬藻類是屬於綠色植物門、綠藻綱、團藻目、杜氏藻屬的耐鹼性單細胞綠藻，在以色列的死海以及美國猶他州的大鹽湖繁殖。而且，為了需求者容易攝取或容易保存這些P-胡蘿蔔素，已知有人將杜氏藻類製成乾燥粉末、將這些乾燥粉末壓縮成片劑、或者將這些乾燥粉末裝入膠囊中等，在任一種方式中都必需首先由杜氏藻類的培養液乾燥以製成粉末。例如，日本特開平9-203號公報中記載著將所培養的杜氏藻體的培養液事先利用離心分離機等減少水分至優選50%左右以便容易進行乾燥，之後進行噴霧乾燥、真空乾燥或冷凍乾燥，由此得到杜氏藻屬藻類的乾燥粉末品。另外，日本特開2001-161348號公報中記載著將大量培養的小球藻的懸浮液通過離心分離進行脫水，再放入含有酶或多糖類的ρΗ5. 5的溶液中進行處理，之後經由加熱、冷卻處理進行冷凍乾燥，得到小球藻屬藻類的乾燥粉末品。雖然杜氏藻屬藻類的乾燥粉末品作為食品來銷售，但對於收穫的杜氏藻屬藻類，在製造其乾燥粉末品的過程中，為了滿足規定的安全標準，必需經過減少能夠給人體帶來危害的化合物等步驟。其中，杜氏藻屬藻類等的一部分藻類中含有脫鎂葉綠酸。脫鎂葉綠酸會產生呈現皮膚障礙的衛生上的危害。具體而言，如「關於防止由含有脫鎂葉綠酸等葉綠素分解物的小球藻引起的衛生上的危害」(1981年5月8日環食第99號厚生省環境衛生局長通知)的附件中所記載，迄今為止已知有發生由於食用春天的鮑魚的內臟、小球藻加工品而引起的光過敏症。認為這是由於，脫鎂葉綠酸等經由血液輸送到生物體內的各組織細胞中，由於該物質的存在，被光激活的氧將構成細胞膜的脂肪酸(花生四烯酸)等氧化，生成過氧化脂質，該過氧化脂質誘發生物體膜的組織細胞的破壞等其他各種障礙、或者提高毛細管的通透性而引起皮膚的瘙癢感。而且，作為該領域中與健康食品有關的指導，已知有上述的厚生省環境衛生局長通知，其中記載著原有脫鎂葉綠酸量不得超過100 mg%、或者總脫鎂葉綠酸量(是指原有脫鎂葉綠酸量與葉綠素酶活性度之和)不得超過160 !!^/。的意旨。但是，作為降低該總脫鎂葉綠酸量和原有脫鎂葉綠酸量的方法，雖然上述的厚生省環境衛生局長通知中記載有加熱處理，但若進行這樣的加熱處理，則所含的P-胡蘿蔔素因容易被氧化而分解，存在著乾燥粉末製品中所含的胡蘿蔔素減少這一品質管理上的問題。特別是在商業用的為了大量培養杜氏藻屬藻類而在戶外使用的培養設備中，由於夏季的溫度上升，培養液的液溫也上升，所以夏季的總脫鎂葉綠酸量和原有脫鎂葉綠酸量趨於達到較冬季的量高的數值。而且，與冬季相比夏季必需進行充分的加熱處理，因此存在著乾燥粉末製品中所含的P-胡蘿蔔素進一步減少這一品質管理上的重大問題。在上述的日本特開平9-203號公報中，雖然確實提到了杜氏藻屬藻類的乾燥粉末品，但對於上述的與脫鎂葉綠酸有關的品質管理上的問題則絲毫沒有提及。
另外，在日本特開2001-161348號公報中，雖然關於小球藻屬藻類具體地提到了乾燥粉末品的製備方法，但對於上述的與脫鎂葉綠酸有關的品質管理上的問題仍然絲毫沒有提及。因此，在本發明中，目的在於提供杜氏藻{Dunaliella)乾燥粉末品的製備方法，其中，儘管所培養的杜氏藻Wuimliella)屬藻類的總脫鎂葉綠酸量和原有脫鎂葉綠酸量在夏季顯示出高的數值，但在製造其乾燥粉末品的步驟中，使這些脫鎂葉綠酸量達到規定的數值以下，同時抑制作為有效成分的P-胡蘿蔔素的分解，從而製造以高濃度含有盧-胡蘿蔔素的杜氏藻iPunaliella)乾燥粉末品。

發明內容
S卩，本發明涉及杜氏藻粉末的製造方法,其中，在製造杜氏藻(Punaliella)屬藻類的粉末品的步驟中具有使杜氏藻屬藻類達到PH9. 5以上的鹼性狀態的pH調節步驟。而且，杜氏藻iPmmliella)屬藻類可以是拜爾代維勒杜氏藻iPmmliellabar dawi I)。而且，可以是杜氏藻粉末，其特徵在於所述杜氏藻粉末是利用上述的製備方法製備的，其中，總脫鎂葉綠酸量為160 mg%以下，原有脫鎂葉綠酸量為100 mg%以下，100 g杜氏藻粉末中含有3 20 gA_胡蘿蔔素。根據本發明涉及的製造杜氏藻屬藻類的粉末品的步驟中具有使杜氏藻屬藻類達到pH9. 5以上的鹼性狀態的pH調節步驟的杜氏藻粉末的製造方法，通過使總脫鎂葉綠酸量和原有脫鎂葉綠酸量達到規定的數值以下，同時抑制作為有效成分的P-胡蘿蔔素的分解，可以提供以高濃度含有P-胡蘿蔔素的杜氏藻乾燥粉末。而且，當杜氏藻屬藻類為拜爾代維勒杜氏藻時，可以得到以更高濃度含有P-胡蘿蔔素的杜氏藻乾燥粉末。而且，利用上述的製備方法得到的杜氏藻粉末，當總脫鎂葉綠酸量為160 mg%以下、原有脫鎂葉綠酸量為100 mg%以下、且100 g杜氏藻粉末中含有3 20 胡蘿蔔素時，可以用作健康食品或健康輔助食品，還可以用作有效的藥品的原材料。
具體實施例方式作為為了實施本發明涉及的製備方法而使用的原料，優選使用微細藻類、即作為綠藻類的一種的杜氏藻{Dunaliella)屬藻類。已知杜氏藻屬藻類產生大量的盧-胡蘿蔔素並將其蓄積在藻體內，特別是在拜爾代維勒杜氏藻(Dunaliella bardawil)和杜氏鹽藻iJJunaliella salina)的藻體中含有大量的胡蘿蔔素，因此進一步優選使用這些藻類。將杜氏藻屬藻類在培養罐或培養池等培養裝置中、在戶外或戶內培養規定的期間後，通過泵等汲上裝置從這些培養設施中汲上來。然後，使汲上來的培養液通過規定網目的網，以除去在培養裝置內混入的異物。除去了異物後的培養液通過離心分離機脫水，將培養液中的固體成分濃縮至規定的濃度。離心分離後，關於培養液中的固體成分的濃度，從雖然被濃縮但仍保持流動性的角度考慮，優選達到10 30重量％。需要說明的是，離心分離機優選可以分批或連續進行離心分離培養液的裝置，從操作性及生產率的角度考慮，進一步優選可以連續進行離心分離的裝置。另外，離心分離機使用通常能夠獲取的裝置，而且，關於離心分離機內的轉子的轉 速，對於所使用的每一臺離心分離機都要進行設定，以達到上述培養液中的固體成分的濃度，沒有特別限定。而且，在本發明中進行下述的pH調節步驟，即對已濃縮至規定濃度的培養液在鹼性狀態下進行處理。在該PH調節步驟中，向濃縮至規定濃度的培養液中添加鹼性化合物或其水溶液等，之後優選使用攪拌機等攪拌裝置於25°C下、在氫離子指數即pH為9. 5以上的高鹼性狀態下攪拌混合，進一步優選在PH為10. O以上的高鹼性狀態下攪拌混合，最優選在pH為11. O以上的高鹼性狀態下攪拌混合。若pH小於9. 5，則難以在年間穩定地控制杜氏藻粉末中的總脫鎂葉綠酸量為160 mg%以下、原有脫鎂葉綠酸量為100 mg%以下，不優選。需要說明的是，通常在杜氏藻粉末的製造步驟中，往往會在中性 弱鹼性的狀態下歷經各種步驟，假設如本發明所述加入PH調節處理步驟，則不止於增加了一個步驟，如下所述根據需要還要進行中和處理步驟，所以擔心會影響到生產率等，因此以往並沒有將已濃縮至規定濃度的培養液調整至上述的強鹼性狀態的想法。作為該pH調節步驟中使用的鹼性化合物，優選氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銣、氫氧化銫、氫氧化四甲基銨、氫氧化鈣、氫氧化鍶、氫氧化鋇、氫氧化鉈、胍等，進一步優選廣泛使用的氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣。另外，可以將其中的兩種以上結合使用。而且，還可以使用上述化合物的任意濃度的水溶液。而且，根據需要在進行pH調節處理後，為了使液性在25°C下達到pH7左右的中性區，進行中和處理步驟。為了將所得的杜氏藻粉末作為健康食品來銷售、或者為了作為加工食品來銷售等，由於PH太高而在該pH下杜氏藻粉末難以流通的情況下，中和處理步驟是必需的步驟。需要說明的是，在使用杜氏藻粉末製造加工食品時，若經過另外的中和步驟，則在本發明中未必進行該中和處理步驟。作為該中和處理步驟中使用的化合物,使用無機酸或有機酸。作為無機酸，使用鹽酸、磷酸、硫酸、硝酸等；作為有機酸，使用甲酸、乙酸、枸櫞酸、草酸等，或者可以將其中的兩種以上結合使用。而且,還可以使用上述化合物的任意濃度的水溶液。而且，為了除去杜氏藻培養液中所含的溶解鹽或析出鹽、以及通過中和處理步驟生成的鹽，可以進行脫鹽處理步驟。關於脫鹽處理步驟，可以採用公知的方法。例如，還可以使用日本特開平07-000147中記載的脫乙醯殼多糖溶液來進行脫鹽處理。而且，在本發明中，為了進一步減少已進行脫鹽處理並濃縮至規定濃度的培養液中所含的對人體有害的脫鎂葉綠酸、或者為了殺死普通細菌，可以進行按照規定的溫度和時間實施的加熱處理步驟。通過與上述的PH調節處理組合，可以更有效地降低各種脫鎂葉綠酸量。在該加熱處理步驟中，優選在70 140°C的溫度範圍內進行，進一步優選在80 130°C的溫度範圍內進行。在低於70°C的加熱處理中，為了減少各種脫鎂葉綠酸量或滅菌而需要時間，因此杜氏藻粉末中的盧-胡蘿蔔素的含量由於氧化分解而降低，不優選。若在高於140°C的溫度下進行加熱處理，則雖然可以在極短的時間內減少各種脫鎂葉綠酸量或滅菌，但杜氏藻粉末中的P-胡蘿蔔素的含量仍然由於氧化分解而降低，不優選。另外，力口熱處理步驟所需的時間優選為2 80分鐘的範圍，進一步優選 為5 60分鐘以下。在不足2分鐘的加熱處理中，無法進行為了作為健康食品等銷售的充分的各種脫鎂葉綠酸量的減少或滅菌，不優選；在長於80分鐘的加熱處理中，P-胡蘿蔔素因氧化而分解，所以無法以高含量得到P-胡蘿蔔素，不優選。需要說明的是，加熱處理步驟未必必須在脫鹽處理步驟之後進行，可以以在PH調節處理步驟之前進行等任意的順序進行。而且，對於經過中和處理步驟、根據情況還經過加熱處理步驟之後的糊，利用噴霧乾燥法的乾燥、或減壓下冷凍乾燥等公知的方法，從這些糊中除去水分，製成乾燥粉末品。通過上述一系列的方法得到的杜氏藻粉末，其中總脫鎂葉綠酸量為160 mg%以下，原有脫鎂葉綠酸量為100 mg%以下，100 g杜氏藻粉末中含有3 20 -胡蘿蔔素。100g杜氏藻粉末中所含的盧-胡蘿蔔素的量有時根據用作原料的杜氏藻屬藻類而不同，但進一步優選為5 15 g,最優選為6 10 go若100 g杜氏藻粉末中所含的盧-胡蘿蔔素不足3 g，則商品價值降低，不優選。另外，為了使P-胡蘿蔔素的含量多於20 g，作為原料的杜氏藻屬藻類中必需含有該含量以上的P-胡蘿蔔素，而這樣的品種在申請時還未知，不具現實性，不優選。
實施例接下來，更具體地對本發明所涉及的實施例、比較例和參考例進行說明。需要說明的是，由於以下說明的實施例是實施本發明所優選的具體例子，所以有各種技術上的限定，但在以下的說明中只要沒有特別寫明限定發明的意旨，則本發明並不限於這些方式。(實施例I)
通過電動泵汲上在培養池中培養的拜爾代維勒杜氏藻，之後通過具有I _的網孔的不鏽鋼金屬網，除掉異物。然後，將除去異物且含有拜爾代維勒杜氏藻的培養液利用轉子以4200 rpm的轉速旋轉的離心分離機連續地進行分離,濃縮成固體成分為15重量％的糊狀。之後，向該濃縮的糊中添加10重量％的氫氧化鈉水溶液，使在25°C下達到pH9. 5。然後，對該鹼性培養液進行在25 30°C下用攪拌機攪拌I小時的pH調節處理。然後，向進行了 pH調節處理的培養液中添加10重量％的鹽酸水溶液，使在25°C下達到pH6. 5 7. O。然後，對該鹼性培養液進行在25 30°C下用攪拌機攪拌20分鐘的中和處理。然後，邊向100重量份進行了中和處理的培養液中緩慢添加O. 5重量％的脫乙醯殼多糖水溶液，邊在25 30°C下攪拌該培養液，然後，在添加後將攪拌速度降至三分之一左右進行攪拌，之後停止攪拌。然後，在杜氏藻沉澱後除去上層液，取出沉澱物，進行脫鹽處理。然後，對於該含水的糊狀沉澱物，利用噴霧乾燥法這樣的噴霧形成霧狀微粒再加熱來進行乾燥的方法，在插入口溫度為190°C、排出口溫度為90°C的條件下進行乾燥，製成粉末。(實施例2 4)
在實施例2 4的實施例中，除了將pH調節處理步驟的pH變更為表I中記載的條件以外，與實施例I同樣地由培養的拜爾代維勒杜氏藻得到其粉末。(比較例I 6)
在比較例I 6的比較例中，除了將pH調節處理步驟的pH變更為表I中記載的條件以外，與實施例I同樣地由培養的拜爾代維勒杜氏藻得到其粉末。(參考例)
在參考例中，對培養的拜爾代維勒杜氏藻沒有進行PH調節處理步驟和中和處理步驟而是進行上述的脫鹽處理步驟，而且沒有進行加熱處理步驟而是進行冷凍乾燥，製成粉末。通過該方法得到的粉末，從各種脫鎂葉綠酸量等的角度考慮，作為健康食品來銷售未必優選，但幾乎沒有損失地含有培養的拜爾代維勒杜氏藻中的P-胡蘿蔔素。
按照上述的厚生省環境衛生局長通知的附件中記載的試驗方法，測定杜氏藻粉末中的總脫鎂葉綠酸量和原有脫鎂葉綠酸量。具體而言，關於原有脫鎂葉綠酸量，通過下述方法進行分析。向100 mg杜氏藻粉末中加入85體積％的丙酮水20 ml，研碎後將上清移入離心管中，再向殘餘物中每10 ml、10 ml地添加丙酮，進行相同的操作，將各上清移入離心管中。然後，進行離心分離，將該上清移入裝有30 ml乙醚的分液漏鬥中。然後，向該乙醚和丙酮的混合液中加入5%硫酸鈉50ml，緩慢振蕩，除去硫酸鈉層。再重複該洗淨操作3次，之後加入無水硫酸鈉進行脫水，取出醚層，用乙醚定容使總量達到50 ml,作為色素原液。取20 ml該色素原液,用每20 ml、10ml的17%鹽酸依次振蕩提取，之後將鹽酸層移入裝有150 ml飽和硫酸鈉溶液和20 ml乙醚的分液漏鬥中。對其進行振蕩提取，分離收集醚層，向其中加入乙醚使總量達到20 ml，將所得液體作為分解物提取液。用乙醚準確地稀釋該分解物提取液直至所需的濃度，之後使用紫外可見分光光度計測定667 nm的吸光度。由標準品的脫鎂葉綠酸a的吸光度算出葉綠素分解物量，作為原有脫鎂葉綠酸量(mg%)。關於總脫鎂葉綠酸量，以原有脫鎂葉綠酸量與葉綠素酶活性度之和的形式算出。關於葉綠素酶活性度，利用下述方法進行分析。精密稱取100 mg杜氏藻粉末，向其中加入PH8. O的磷酸緩衝液、70體積％丙酮水10 ml，在37°C下培養3小時。之後，用10重量％的鹽酸調至弱酸性，按照上述的原有脫鎂葉綠酸量的定量法測定脫鎂葉綠酸量，從該測定值中減去原有脫鎂葉綠酸量，算出增加量，以該增加量作為葉綠素酶活性度(mg%)。
關於實施例、比較例和參考例中得到的杜氏藻粉末中的P-胡蘿蔔素的含量，在進行杜氏藻粉末的普通萃取操作後，利用高效液相色譜(以下稱作HPLC)進行分析。具體而言，利用以下方法進行分析。向50 mg杜氏藻粉末中加入5 ml的二氯甲烷和5 ml的丙酮，萃取後進行離心分離，取其上層。向殘餘物中加入10 ml己烷，振蕩萃取。將該上層與之前的上層混合，反覆進行該操作直至顏色消失。然後，使用蒸發儀進行濃縮，之後加入己烷，使總量達到100 ml。對於該溶液，根據事先由試劑的P-胡蘿蔔素得到的標準曲線，由HPLC的峰面積比進行定量。然後，由所得的P-胡蘿蔔素的量換算成每100 g杜氏藻粉末中的含量。需要說明的是，本發明的P-胡蘿蔔素不只包含所有雙鍵均為反式異構體的全反式β -胡蘿蔔素，還包含僅9位是順式異構體的9-順式-P -胡蘿蔔素。HPLC的條件如下。檢測器紫外-可見分光光度檢測器(Sro-6 AV, Shimadzu corp.)
柱YMC_Pack AM-301 120 A (4. 6 mmi. d. kaker ulOO mm)
流動層己烷苯甲醇(15 : 25. 5 : 59. 5)
流速:1· O ml/分鐘 波長UV-453 nm。將杜氏藻粉末中的盧-胡蘿蔔素的含量以及總脫鎂葉綠酸量和原有脫鎂葉綠酸量與實施例、比較例和參考例的PH調節處理步驟的條件一併記載在表I中。需要說明的是，在表I中，評價總脫鎂葉綠酸量為160 mg%以下、原有脫鎂葉綠酸量為100 mg%以下、且100g杜氏藻粉末中的β-胡蘿蔔素的含量為7重量％以上的製備方法為良好。[表 I]
權利要求
1.杜氏藻粉末的製造方法，其特徵在於在製造杜氏藻(Dunaliella)屬藻類的粉末品的步驟中具有使杜氏藻屬藻類達到PH9. 5以上的鹼性狀態的pH調節步驟。
2.權利要求I所述的杜氏藻粉末的製造方法，其特徵在於杜氏藻Wurmliella)屬藻類為拜爾代維勒杜氏藻{Dunaliella bardawil) 0
3.杜氏藻粉末，其特徵在於是利用權利要求I或權利要求2所述的製備方法製備的杜氏藻粉末，其中，總脫鎂葉綠酸量為160 mg%以下，原有脫鎂葉綠酸量為100 mg%以下，100g杜氏藻粉末中含有3 20 g/ -胡蘿蔔素。
全文摘要
本發明在製造所培養的杜氏藻(Dunaliella)屬藻類的粉末品的步驟中具有使杜氏藻屬藻類達到pH9.5以上的鹼性狀態的pH調節步驟。由此，提供杜氏藻(Dunaliella)乾燥粉末品的製備方法，其中，儘管杜氏藻(Dunaliella)屬藻類的總脫鎂葉綠酸量和原有脫鎂葉綠酸量在夏季顯示出高的數值，但在製造其乾燥粉末品的步驟中，使上述脫鎂葉綠酸量達到規定的數值以下，同時抑制作為有效成分的β-胡蘿蔔素的分解，從而製造以高濃度含有β-胡蘿蔔素的杜氏藻(Dunaliella)乾燥粉末品。
文檔編號A23L1/337GK102771836SQ201210143160
公開日2012年11月14日 申請日期2012年5月10日 優先權日2011年5月10日
發明者A.本-阿默茲, 森伸夫 申請人:株式會社日健總本社