(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水性エピガロカテキンガラート（ＥＧＣＧ）溶液を濃縮する方法であって、
ａ）約０．０３重量％〜約１０重量％の溶解固形分を有する水性ＥＧＣＧ溶液を約５bar〜約１００barの圧力下で、少なくとも一つの膜モジュールに供給して、透過パージ物及びリテンテートリターンを準備する工程（ここでＥＧＣＧの濃度は、供給溶液の濃度に比べて、リテンテートリターンで増大し、そしてそれにより膜は９０％を超えるＥＧＣＧのリテンション定数により特徴づけられる）；
ｂ）該透過パージ物を集める工程；
ｃ）該リテンテートリターンを集める工程；
ｄ）場合によりリテンテートリターンを膜へリサイクルする工程；
ｅ）場合により工程ｃ）及び／又はｄ）のリテンテートリターンを濃縮する工程；及び
ｆ）場合により工程ｂ）の透過パージ物を濃縮する工程；を含むをことを特徴とする方法。
【請求項２】
膜モジュールが、９０％を超えるＥＧＣＧのリテンション定数及び５ｌ／m2hの透過流量を有する膜を含み、場合により加えられる有機溶媒及びあらゆる不純物のためのリテンション定数が５０％未満で存在する、スパイラルタイプの膜エレメントである、請求項１記載の方法。
【請求項３】
膜の圧力範囲が、約１０bar〜１００barである、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
膜の圧力範囲が、約２０bar〜３５barである、請求項１又は２記載の方法。
【請求項５】
方法が、約１０℃〜６０℃の温度で操作される、請求項１〜４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
水性ＥＧＣＧ溶液が、水及び場合により有機溶媒の混合物中のＥＧＣＧの溶液である、請求項１〜５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
混合物が、水約７０容量％〜約１００容量％、好適には約９０容量％及び有機溶媒約０容量％〜約３５容量％、好適には約１０容量％を含む、請求項６記載の方法。
【請求項８】
有機溶媒が、メタノール、エタノール、イソプロパノール又はアセトンである、請求項６又は７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、水性エピガロカテキンガラート（これ以後、ＥＧＣＧと略する）溶液を濃縮する方法に関する。
【０００２】
特に、本発明は、選択的ナノ濾過又は逆透過膜（これ以後、膜と略する）を用いる水性ＥＧＣＧ溶液を濃縮する方法に関する。
【０００３】
米国特許５，８７９，７３３は、改善された透明性と色を有する緑茶抽出物を調製する方法を記載している。これらの抽出物類は、抽出物中に存在する金属カチオンを除去するに有効な量の食品等級のカチオン交換樹脂で、緑茶を処理することにより得ることができる。カチオン交換樹脂で処理された抽出物を、次いでナノ濾過膜と接触させ、高分子量物質、例えばペクチン類、タンパク質類、クロロフィル及び酸化生成物類のような高分子量物質を除去する。米国特許５，８７９，７３３に記載されているナノ濾過膜は、約７００〜約５０００ダルトン（約１７〜４０オングストロームの範囲の孔径に相当する）でカットオフされた分子量を有するポリマーから製造されている。酢酸セルロース類、ポリスルホン類、ポリビニリデンフルオリド類のようなポリマー類が、これらのナノ濾過膜を製造するために用いられる。特に、ＯＳＭＯ  ＳＰ−１２  ナノ濾過膜（Ｏｓｍｏｎｉｃｓ，  Ｉｎｃ．  ｏｆ  Ｍｉｎｎｅｔｏｎｋａ，  Ｍｉｎｎ．により製造された）が開示されている。それから膜が製造される酢酸セルロースのポリマーは、１０００ダルトン（約２０オングストロームの範囲の孔径に相当する）でカットオフされている。この膜を用いることにより、この膜の孔の直径より小さな分子寸法を有する茶のカテキン類は、膜を水と一緒に通過し、一方、より高分子量物質は、膜により阻止される。
【０００４】
米国特許５，８７９，７３３は、水性ＥＧＣＧ溶液を濃縮するに適切ないかなる膜も記載していない。したがって、ＥＧＣＧの高いリテンションレートを有し、透過流の許容し得る流速を維持する膜を見出す必要性は、依然として存在している。
【０００５】
本発明は、水性エピガロカテキンガラート（ＥＧＣＧ）溶液を濃縮するための多工程方法であって、少なくとも部分的に回分様式又は連続的に実施することができ、
ａ）約０．０３重量％〜約１０重量％の溶解固形分を有する水性ＥＧＣＧ溶液を約５bar〜約１００barの圧力下で、少なくとも一つの膜モジュールに供給して、透過パージ物（permeate purge）及びリテンテートリターン（retentate return）を準備する工程（ここでＥＧＣＧの濃度は、供給溶液の濃度に比べて、リテンテートリターンで増大し、そしてそれにより膜は９０％を超えるＥＧＣＧのリテンション定数により特徴づけられている）；
ｂ）該透過パージ物を集める工程；
ｃ）該リテンテートリターンを集める工程；
ｄ）場合によりリテンテートリターンを膜へリサイクルする工程；
ｅ）場合により工程ｃ）及び／又はｄ）のリテンテートリターンを濃縮する工程；及び
ｆ）場合により工程ｂ）の透過パージ物を濃縮する工程；を含む方法に関する。
【０００６】
用いた膜での必要要件は、膜モジュールが、９０％を超えるＥＧＣＧのリテンション定数及び５ｌ／ｍ２ｈの透過流量を有し、場合により加えられた有機溶媒及びあらゆる不純物のためのリテンション定数が５０％未満で存在することである。
【０００７】
膜は、リテンション定数Ｒ及び透過流量Ｊｖにより定義された溶媒−膜−システムで特徴付けられる。
【０００８】
水性ＥＧＣＧ溶液の濃度に関して、リテンション定数Ｒは、Ｒ＝１００×（１−Ｃｐ／Ｃｋ）（ここで、Ｃｐは、透過物のＥＧＣＧの濃度であり、そしてＣｋは、リテンテートのＥＧＣＧの濃度である）として定義されている。
【０００９】
透過流れは、透過圧の関数であり、それは、濃縮物中での全ての溶解された分子（例えば、ＥＧＣＧ及び有機溶媒）によりもたらされる。
【００１０】
透過流れＪｖは、Ｊｖ＝Ａ×（ΔＰ−ΔП）
（ここで、
Ａは、ｌ／ｍ２ｈ  ｂａｒでの膜定数であり、
ΔＰは、膜の両側の圧力の差であり、
ΔПは、膜の両側の浸透圧の差である）で定義される。
【００１１】
適切な膜の例は、膜  ＤＥＳＡＬ−５  （これは、  ＯＳＭＯＮＩＣＳ  ／  ＤＥＳＡＬ，  Ｖｉｓｔａ，  Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａから商業的に入手し得る）である。この  ＤＥＳＡＬ−５  膜は、２００倍までの範囲でＥＧＣＧを濃縮する。
【００１２】
この膜のための好適な圧力は、約１０ｂａｒ〜約１００ｂａｒ、更に好適には約２０ｂａｒ〜３５ｂａｒである。
【００１３】
本発明の方法は、約１０℃〜約６０℃から選択される、すべての適切なかつ所望の温度で操作することができる。
【００１４】
用語「水性ＥＧＣＧ溶液」は、この文脈のなかで、水と場合により有機溶媒の混合物中でのＥＧＣＧ溶液を意味する。溶媒又は溶媒混合物は、好適には、水約７０容量％〜約１００容量％、好適には約９０容量％及び有機溶媒約０〜３５容量％、好適には約１０容量％を含む。有機溶媒は、好適にはメタノール、エタノール、イソプロパノール又はアセトンである。溶液中のＥＧＣＧの初期濃度は、約０．０５重量％〜約１０重量％、好適には約０．０５重量％〜約２重量％である。
【００１５】
出発物質は、当技術で既知の方法、例えば緑茶葉を抽出することにより調製することができる。茶抽出粉末は、また商業的に、例えばＨｉｇｈｙｉｎ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｃｏ．，  Ｇｕｉｙａｎｇ，  Ｃｈｉｎａ．から入手することができる。
【００１６】
ＥＧＣＧは、茶抽出物中に存在する茶ポリフェノールから、クロマトグラフィにより、例えば、ＥＧＣＧを製造するための方法として参照されるヨーロッパ特許出願９９１１６０３２．６に記載されているように、それは、
ａ）緑茶抽出物を準備する工程；
ｂ）緑茶抽出物を、約３０℃〜約８０℃の範囲の温度で、多孔性の極性樹脂上でのクロマトグラフィに付す工程；
ｃ）ＥＧＣＧを、約３０℃〜８０℃の範囲の温度、約０．１ｂａｒ〜約５０ｂａｒの範囲での圧力で、多孔性の極性樹脂から溶出する工程；
ｄ）場合により、工程ｃ）の溶出物を濃縮する工程；
ｅ）場合により、残存カテキンを脱着により多孔性の極性樹脂を再生する工程；及び
ｆ）場合により、工程ｅ）の脱着したカテキンを濃縮する工程を含む方法により、分離される。
【００１７】
上記のクロマトグラフィの可能な実施態様は、実施例１に記載されている。
【００１８】
本発明の方法は、図示的に単工程膜ナノ濾過装置を示す図１を参照して、より詳細に、今述べられる。
【００１９】
この装置は、高圧ポンプ（２）を通る供給導管により膜モジュール（３）に連結される供給容器（１）を含む。モジュール（３）は、濾過膜を含む、スパイラルタイプ又は平面シートタイプモジュールを含む。透過パージ導管Ｖｐは、透過容器（４）に連結されている。還流導管Ｖｒは、容器（１）へのリテンテートリターンのリサイクルのために用いられる。好適なものは、スパイラルタイプモジュールである。
【００２０】
操作において、ＥＧＣＧを含む水性供給溶液は、ポンプ（２）により約５〜約１００ｂａｒの圧力下でモジュール（３）に通される。導管Ｖｐを通る流出物は、水及び場合により有機溶媒を含む透過パージ物である。導管Ｖｒを通る流出物は、ＥＧＣＧを含むリテンテートリターンであり、これは膜を通過しない。
【００２１】
図１に描かれた方法のために、リテンテートリターンは、回分若しくは多段工程（透過パージ物の追加濃縮）、又は連続工程で、１回以上のサイクルで膜工程へ再度送ることができる。
【００２２】
以下の実施例は、本発明を更に詳細に説明する。
【００２３】
【実施例】
実施例１：出発物質の調製
クロマトグラフィカラムを、Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ  ＸＡＤ−７  樹脂２．２ｋｇで満たした。Ｈｉｇｈｙｉｎ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｃｏ．，  Ｇｕｉｙａｎｇ，  Ｃｈｉｎａ  からの緑茶抽出物５０ｇを、脱イオン水５０ｍｌ中に溶解し、得られた溶液を６０℃でカラムの頂上に吸収させ、続いて６０℃、アルゴン雰囲気下に溶出速度０．１１／ｍｉｎで溶出させた。溶出液は、水／イソプロパノール（比９：１）の混合物であった。溶出液を使用する前に脱ガスし、アルゴン雰囲気下に保持した。
ａ）１０．３ｌ溶液中のＥＧＣＧ１０．０ｇ（０．９７ｇＥＧＣＧ／ｌ）
ｂ）１０．４ｌ溶液中のＥＧＣＧ５．２ｇ（０．５０ｇＥＧＣＧ／ｌ）及び
ｃ）５．６ｌ溶液中のＥＧＣＧ１．３ｇ（０．２３ｇＥＧＣＧ／ｌ）を含む３種の主画分を得た。
【００２４】
ＥＧＣＧの量は、ＨＰＬＣ分析で決定した。ＥＧＣＧの特定の量を有する溶媒は、上記の分画でのＨＰＬＣによるＥＧＣＧの量の定量的測定の外部標準として用いた。分画を集め、０．６３ｇＥＧＣＧ／ｌ水／イソプロパノール９／１を含む供給溶液を得た。
【００２５】
実施例２ａ：スパイラルタイプ膜モジュール中でのＥＧＣＧ溶液の濃縮
貯蔵容器（１）を、実施例１の供給溶液で満たした。供給溶液の初期容量は、６ｌであった。２ｌの透過物が得られたとき、供給溶液の残りを２ｌづつ膜モジュールへ加えた。溶液を、周囲温度で、ＤＥＳＡＬ  ５  ＤＬ  膜を含む  ＤＥＳＡＬ  ＤＬ  ２５４０  Ｆを有するスパイラルタイプの膜エレメントの膜モジュールを通して（デッド容積約２ｌ）通過させた。透過流量は、初め１２．２ｌ／ｍ２ｈであり、最後には６．８ｌ／ｍ２であった。膜を超える圧力は、３１ｂａｒの一定に維持した。膜表面積は、２．５ｍ２であった。リテンテートリターンは、容器（１）へ還された。０．６３ｇＥＧＣＧ／ｌを含む供給溶液２６．３ｌを２．０６ｌへ濃縮した。濃縮物は、最少１５．６ｇのＥＧＣＧであり；最少収率９５％であった。透過パージ物中にＨＰＬＣでＥＧＣＧを検出できなかった（検出限界は、約０．００１ｍｇ／ｍｌである）。したがって、リテンション定数は、約９９．９９であった。濃縮ファクターは、約１３であった。
【００２６】
実施例２ｂ：平面シート膜モジュール中のＥＧＣＧ溶液の濃縮（場合による）
実務的理由のために、約０．１ｌのデッド容積を有する平面シート膜モジュールを、実施例２ａで得た濃縮物の更なる濃縮のために用いた。
貯蔵容器（１）を、実施例２ａの供給溶液で満たした。供給溶液の初期容量は、０．６ｌであった。供給溶液の残りを窒素パージ下で、１４．５ｇの溶解したＥＧＣＧが加えられるまで、連続的に加えた。溶液を、周囲温度で、平面シート膜エレメントＤＥＳＡＬ  ＤＬ  ５を含む膜モジュールを通して通過させた。透過流量は、初め１６１／ｍ２ｈであり、終わりには３．８１／ｍ２ｈであった。膜を超える圧力は、４３ｂａｒの一定に維持した。膜表面積は、０．００２８ｍ２であった。リテンテートリターンは、容器（１）へ還され、最終容量は、１２６ｍｌへ濃縮した。濃縮物は、最少１４．２ｇのＥＧＣＧであり；最少収率９５％であった。ＥＧＣＧの痕跡を透過パージ中にはＨＰＬＣで検出した（検出限界は、約０．００１ｍｇ／ｍｌである）。したがって、リテンション定数は、約９９．９９であった。濃縮ファクターは、約１６であった。
【００２７】
実施例３：
０．９８ｇのＥＧＣＧ／１水／イソプロパノール９／１を含む供給溶液を、実施例２ｂで記載のように、３６ｂａｒ、周囲温度で、平面シート膜中で濃縮した。リテンション定数は、９９．８であった。
【００２８】
実施例４：
０．９８ｇのＥＧＣＧ／１水／イソプロパノール９／１（ｖ／ｖ）を含む供給溶液を、３６ｂａｒ、周囲温度で、以下の商業的に入手し得る平面シート膜中で濃縮した。ＮＩＴＴＯ  膜は、Ｎｉｔｔｏ  Ｄｅｎｋｏ，  Ｊａｐａｎから入手できる。膜表面積は、０．００２８ｍ２であった。以下の表に、実施例３の結果を含むこれらの結果を示した。
【００２９】
【表１】
0003620019.tif 000002
【００３０】
上記の表は、ナノ濾過膜  ＤＥＳＡＬ  ５  ＤＬ  ＮＦ  は、ＥＧＣＧの予想しない高い保持を達成しているが、一方濾過されるべき供給溶液の許容し得る流速を維持していることを明瞭に示している。
【００３１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施するスキーム図である。
【符号の説明】
Ｖ０：供給及び／又は濃縮溶液
Ｖｐ：透過パージ物（ｐｅｒｍｅａｔｅ  ｐｕｒｇｅ）
Ｖｒ：リテンテートリターン（ｒｅｔｅｎｔａｔｅ  ｒｅｔｕｒｎ）
〔１〕：濃縮及び／又は供給溶液のための貯蔵容器
〔２〕：ポンプ
〔３〕：膜モジュール
〔４〕：透過物容器
【図１】
0003620019.tif 000003