(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アスタキサンチン、ルテイン及びゼアキサンチンからなる群から選択されるキサントフィルの安定した水性分散液又は水に分散可能な安定した乾燥粉末を製造する方法であって、
a) アスタキサンチン、ルテイン及びゼアキサンチンからなる群から選択されるキサントフィルの１種以上を、水混和性有機溶媒又は水と水混和性有機溶媒との混合物に、30℃を越える温度で溶解し、
b) この溶液を保護コロイドの水溶液と混合し、溶媒成分を水相中に移動させ、かつキサントフィルの疎水相をナノ分散相として生じさせ、そして
c) 場合により、溶媒と水を除去し、適宜にコーティング剤の存在下で、乾燥することにより、生成した該分散液を、水に分散可能な乾燥粉末の形態に変換する、
ことを含んでなり、その際、工程b)において保護コロイドとしてカゼイン又はカゼイン塩を使用する、上記方法。
【請求項２】
工程a)においてキサントフィルに加えて食用油を使用する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
追加の乳化剤を使用しない、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
キサントフィルのH凝集体の形成が回避される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
キサントフィルとしてアスタキサンチンを使用する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法によって得られる、アスタキサンチン、ルテイン及びゼアキサンチンからなる群から選択されるキサントフィルの安定した水性分散液。
【請求項７】
存在するキサントフィルが70〜100％の非晶質含有率を有する、請求項６に記載のキサントフィルの安定した水性分散液。
【請求項８】
存在するキサントフィルの全トランス異性体含有率が少なくとも50％である、請求項６又は７に記載のキサントフィルの安定した水性分散液。
【請求項９】
ニュートン流体の粘性挙動を示す、請求項６〜８のいずれか１項に記載のキサントフィルの安定した水性分散液。
【請求項１０】
アスタキサンチンの分散液である、請求項６〜９のいずれか１項に記載のキサントフィルの安定した水性分散液。
【請求項１１】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法によって得られる、アスタキサンチン、ルテイン及びゼアキサンチンからなる群から選択されるキサントフィルの水に分散可能な安定した乾燥粉末。
【請求項１２】
アスタキサンチンの乾燥粉末である、請求項１１に記載のキサントフィルの水に分散可能な安定した乾燥粉末。
【請求項１３】
請求項６〜１２のいずれか１項に記載の、キサントフィルの安定した水性分散液及び/又は水に分散可能な安定した乾燥粉末の、ヒト用食品、医薬品及び/又は動物用飼料への添加剤としての使用。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、アスタキサンチン、ルテイン及びゼアキサンチンからなる群から選択されるキサントフィルの安定した水性分散液及び水に分散可能な安定した乾燥粉末、並びにその製造及び使用に関する。
【０００２】
カロテノイド類に属する物質は、２つの主要なグループ、すなわちカロテン類及びキサントフィル類に分類される。純粋なポリエン炭化水素であるカロテン（例えば、β-カロテン又はリコペンなど）とキサントフィルとは異なるが、キサントフィルも同様に、ヒドロキシル、エポキシ及び/又はオキソ基などの酸素官能基を有する。このグループの典型的な代表例としては、とりわけ、アスタキサンチン、ルテイン及びゼアキサンチンが挙げられる。
【０００３】
キサントフィルは、天然に広く存在し、とりわけ、トウモロコシ中（ゼアキサンチン）、藍晴インゲン中（ルテイン）、パプリカ中（カプサンシン）、卵黄中（ルテイン）並びにエビ及びサケ中（アスタキサンチン）に存在し、これらの食物にその特徴的な色を与えている。
【０００４】
これらのポリエンは、工業的に製造することも、天然源から単離することもでき、ヒト及び動物の食品産業用並びに医薬品部門用の重要な着色剤の代表であり、アスタキサンチンの場合のように、プロビタミンA活性を有する活性成分である。
【０００５】
キサントフィル類はすべて水に不溶性であるが、油脂に対してわずかな溶解性が認められる。このような乏しい溶解性及び酸化に対する高い感受性は、ヒト及び動物用食品の着色において、比較的大きな粒子の合成品の直接使用を妨げる。なぜなら、粗い結晶形態の該物質を用いると乏しい着色しか得られないからである。キサントフィルの実際の使用に関する上記のような不利な作用は、水性媒質において特に顕著である。
【０００６】
活性成分が微細に分散した形態で存在し、必要に応じ、保護コロイドによって酸化から保護されている、特別に製造した配合物を用いた場合のみ、ヒト用食品の直接着色において改善した色収量を得ることが可能になる。更に、動物用飼料に使用されたこれらの配合物は、キサントフィルの高度な生物学的利用能をもたらし、その結果二次的に、例えば卵黄又は魚の色素形成における改善した着色特性をもたらす。
【０００７】
色収量を改善するため並びに吸収性及び生物学的利用能を増大させるための様々な方法が記載されているが、それらはすべて、活性成分の結晶サイズを10μm未満の粒度範囲に減じることを目的としている。
【０００８】
非常に多くの方法、とりわけ、Chimia 21, 329 (1967)、WO 91/06292及びWO 94/19411に記載された方法は、カロテノイドの粉砕にコロイドミルを利用し、そうして2〜10μmの粒度を達成している。
【０００９】
また、乳化/噴霧乾燥を組み合わせた多くの方法が存在し、これらは、例えば、DE-A-12 11 911又はEP-A-0 410 236に記載されている。
【００１０】
欧州特許EP-B-0 065 193は、β-カロテンを揮発性で水に混和性の有機溶媒中に50℃〜200℃の温度で、必要に応じ過圧下で、10秒未満の時間で溶解することにより、微細に粉砕された粉末状β-カロテン調製物を製造することについて開示する。このβ-カロテンは、得られた分子分散液を、0℃〜50℃の温度にて保護コロイドの水溶液と即座に素早く混合することによって、該分散液から沈殿する。こうして、橙-黄色の色調のコロイド分散β-カロテンヒドロゾルが得られる。続いて、該分散液を噴霧乾燥すると、易流動性の乾燥粉末が得られ、これは水に溶解して、透明な黄-橙色の分散液を形成する。
【００１１】
しかしながら、EP-B-0 065 193のように製造されたキサントフィルのナノ粒子活性成分分散液では、以下のような現象が観察される。
【００１２】
キサントフィル含有活性成分水性分散液は、特に濃縮したときに、コロイドとして不安定なことが多い。活性成分粒子の凝集により（沈降するものもあれば、クリーム状になるものもある）、該分散液を乾燥粉末に変換することは、もはや不可能となる。
【００１３】
カルボニル基を有するキサントフィルの場合は、唯一の保護コロイドとして使用されるゼラチンに架橋が生じる可能性もあり、そうして、もはや再分散不可能で、その上乾燥粉末に変換できないゲルが形成する。
【００１４】
従って、上記方法について記載した問題点のため、着色効果及び生物学的利用能に関するキサントフィル含有配合物に対する高度の要求を満たすことは、必ずしも可能なわけではない。
【００１５】
WO 98/26008に記載のように、キサントフィル含有乾燥粉末の再分散性は、低分子量保護コロイドと高分子量保護コロイドとの混合物を使用することにより改善できる。
【００１６】
アスタキサンチン、ルテイン及びゼアキサンチンからなる群から選択されるキサントフィルの安定した水性分散液を製造する方法を提案することは、本発明の目的の１つである。上記のキサントフィルの安定した粉末状調製物を提供することを更に意図しており、該調製物を用いて良好な着色効果及び更には高度の生物学的利用能を達成することができる。
【００１７】
本発明者らは、アスタキサンチン、ルテイン及びゼアキサンチンからなる群から選択されるキサントフィルの安定した水性分散液又は水に分散可能な安定した乾燥粉末を製造する方法であって、
a) アスタキサンチン、ルテイン及びゼアキサンチンからなる群から選択されるキサントフィルの１種以上を、水混和性有機溶媒又は水と水混和性有機溶媒との混合物に、30℃を越える温度で溶解し、
b) この溶液を保護コロイドの水溶液と混合し、溶媒成分を水相中に移動させ、かつキサントフィルの疎水相をナノ分散相として生じさせ、そして
c) 場合により、溶媒と水を除去し、適宜にコーティング剤の存在下で、乾燥することにより、該分散液を、水に分散可能な乾燥粉末の形態に変換する、
ことを含んでなり、その際、工程b)において保護コロイドとしてカゼイン又はカゼイン塩を使用する、上記方法によって上記目的が達成されることを見出した。
【００１８】
本発明の調製物は、一般的に、上記のキサントフィルの一種以上を、必要に応じ食用油とともに、水に混和性の有機溶媒中に、30℃を越える温度、好ましくは50℃〜240℃、特に好ましくは100℃〜200℃、特により好ましくは140℃〜180℃の温度で、必要に応じ加圧下で、溶解することにより製造する。
【００１９】
高温にさらすと、望まれる全トランス異性体の高い含有率が減少する可能性があるので、キサントフィルを可能な限り迅速に、例えば、秒単位で（例えば0.1〜10秒で）、特に好ましくは１秒未満で溶解する。分子分散液の迅速な調製のためには、昇圧、例えば、20 bar〜80 bar、好ましくは30 bar〜60 barの範囲の圧力をかけるのが有利でありうる。
【００２０】
その直後、場合により冷却したカゼイン又はカゼイン塩の水溶液を、上記のようにして得られた分子分散液に、好ましくは混合温度が約35℃〜80℃になるようにして添加する。
【００２１】
この間、溶媒成分を水相に移動させ、キサントフィルの疎水相をナノ分散相として生成させる。
【００２２】
当該方法及び器具の詳細な説明については、特にEP-B-0 065 193を参照されたい。
【００２３】
使用する保護コロイドは、低分子量及び/又は高分子量のカゼイン若しくはカゼイン塩、又はこれらの混合物である。分子量が10,000〜100,000のカゼインナトリウムを使用するのが好ましく、分子量20,000〜60,000のものが特に好ましく、例えば、Lacto Bretagne Associes S.A.（フランス）によって提供される分子量約38,000のカゼインナトリウムが挙げられる。
【００２４】
使用したカゼイン/カゼイン塩の詳細については、特に、Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6th Edition, 1998 Electronic Release, Chapter 11.1., Wiley-VCH, Weinheim, Germany及びCD Rompp Chemie Lexikon-Version 1.0, Stuttgart/New York: Georg Thieme Verlag 1995並びにそこで引用された文献に見ることができる。
【００２５】
最終生成物の機械的安定性を高めるために、コロイドに、糖又は糖アルコール（例えば、スクロース、グルコース、ラクトース、転化糖、ソルビトール又はグリセロール）などの可塑剤を添加するのが得策である。
【００２６】
保護コロイドと可塑剤の、キサントフィル溶液に対する比率は、一般的に、最終生成物が0.5〜30重量％、好ましくは5〜25重量％、特に好ましくは10〜23重量％のキサントフィル、10〜70重量％の保護コロイド、10〜70重量％の可塑剤（％で表したデータはすべて、粉末の乾燥重量に基づく）、並びに必要に応じ、少量の安定剤を含有するように選択する。
【００２７】
本発明を実施するために使用できるキサントフィルは、公知の天然又は合成の化合物である、アスタキサンチン、ルテイン及び/又はゼアキサンチンである。アスタキサンチンは本発明の方法で使用するのに好ましいキサントフィルとして挙げられる。
【００２８】
酸化的分解に対する活性成分の安定性を高めるために、α-トコフェロール、t-ブチルヒドロキシトルエン、t-ブチルヒドロキシアニソール、アスコルビン酸又はエトキシキンなどの安定剤を使用することが有利である。これらは、水相又は溶媒相のいずれにも添加できるが、キサントフィルと一緒に溶媒相に溶解するのが好ましい。
【００２９】
場合によっては、更にこの溶媒相中に、生理学的に許容される油（例えば、ゴマ油、トウモロコシ油、綿実油、大豆油又は落花生油）、並びに中等度鎖関連植物性脂肪酸のエステルを、キサントフィルの重量に基づいて、0〜500重量％、好ましくは10〜300重量％、特に好ましくは20〜100重量％の濃度で溶解することも有利であり、その後、これは、水相と混合する際に、活性成分及び上記の添加剤とともに非常に微細な粒子形態で沈殿する。
【００３０】
驚くべきことに、保護コロイドとしてのカゼイン又はカゼイン塩を本発明において使用する場合、追加の乳化剤、例えば、アスコルビン酸パルミチン酸エステルを使用して分散させることができる。
【００３１】
また、キサントフィルの、コロイドとして安定で非架橋ナノ粒子状の活性成分分散液であって、その粘性挙動がニュートン流体にほぼ一致するものが得られることが見出された。このタイプの流体は、その流動抵抗によって区別される。流動抵抗は、ニュートン方程式 τ= h・D（τ= 降伏応力、D＝ 剪断速度勾配、h = 動的粘度）によって定義され、これは一定の温度における物質定数である。ニュートン流体の流動挙動をグラフで表すと、一定の温度において、ほぼ直線を与える。特に、活性成分分散液の粘度は、40℃及び60℃において、10-2秒-1〜10+2秒-1の剪断範囲で、±50％未満しか変化しない。
【００３２】
このようなニュートン粘性挙動に近い粘性挙動の利点は、とりわけ、構造粘性を有する分散液の場合に比べて、特に濃縮後に、活性成分分散液をより容易にポンプ送りできることである。更に、噴霧乾燥において、ほぼニュートン粘性挙動を示す活性成分分散液は、スプレーヘッドのパラメーターをより容易に最適化できるという利点と、このような分散液はスプレーヘッド内で臨界的な挙動をしにくいという利点を有する。
【００３３】
この方法においてはまた、キサントフィルのH凝集体の形成が回避されることが観察された。
【００３４】
カロテノイドの凝集は文献に開示されている現象であり、非常に多数の刊行物に記載されている［P. Song, T.A. Moore, Photochemistry and Photobiology, 19, 435-441 (1974); A.V. Ruban, P. Horton, A.J. Young, J. Photochem. Photobiol. B: Biol., 21, 229-234 (1993); V.R. Salares, N.M. Young, P.R. Carey, H.J. Bernstein, Journal of Raman Spectroscopy, 6(6), 282-288 (1977)］。
【００３５】
カロテノイド凝集体は、例えば、水混和性有機溶媒（例えば、イソプロパノール、エタノール、アセトン又はテトラヒドロフランなど）中のカロテノイドの溶液を、水と混合することにより生成しうる。
【００３６】
従って、上記の文献に記載されているように、水と有機溶媒の量の正確な比率を選択することにより、いわゆるH又はJ凝集体のいずれを生成することも可能である。
【００３７】
H凝集体では、ポリエン鎖がカードのパックのように積み重なっており（カード積重ね凝集体）、UV/可視光スペクトルにおいて、モノマー形態の吸収に対して浅色シフトを示す新たなバンドが、320〜400 nmの範囲に出現することによって特徴づけられる。これに対しJ凝集体は、ポリエンの線状の頭-尾結合（頭-尾凝集体）を示すか、又はポリエンが魚の骨のように配列する（矢筈型凝集体）。双方の配列は、ポリエンのUV吸収に、深色シフトを引き起こす。
【００３８】
マスに対する給餌試験により、キサントフィルのH凝集体、特にアスタキサンチンのH凝集体は、対応するJ凝集体よりも低い生物学的利用能を示すことが明らかとなり、これは、本発明の方法で製造された分散液及び乾燥粉末の更なる利点を示している。
【００３９】
深色の粘性液体は、使用するカゼイン又はカゼイン塩の量に依存して得られる。溶媒の除去は、例えば、水に混和性の溶媒で抽出することにより、又は沸点を利用し、それ自体公知の方法、例えば蒸留によって（必要に応じ減圧下で）実施できる。この場合、水を除去することなくイソプロパノールを溶媒として直接使用して得られた共沸混合物を使用することが可能であり、かつ得策であることが示された。しかし、溶媒の除去は、噴霧乾燥又は噴霧造粒によって水の除去と一緒に実施するのが好ましい。
【００４０】
従って、本発明はまた、上記の方法によって得ることができる、アスタキサンチン、ルテイン及びゼアキサンチンからなる群から選択されるキサントフィルの安定した水性分散液及び水に分散可能な安定した乾燥粉末に関する。
【００４１】
安定した乾燥粉末が得られ、これは保護コロイドとしてのカゼイン、カゼイン塩又はこれらの混合物によって包まれている。この乾燥粉末を水に再溶解して、粒度範囲が1μm未満の活性成分の均一かつ緻密な分布を得ることができる。この方法で得られた活性成分ヒドロゾルは、微細な分散液であるにもかかわらず、光化学的安定性試験において極めて安定であることが証明された。
【００４２】
水性キサントフィル分散液中又はそれから調製された乾燥粉末中に存在する活性成分は、X線回折図から判断した場合、70〜100％、好ましくは90〜100％の非晶質含有率を示す。更に、キサントフィルの全トランス異性体含有率は、少なくとも50％、好ましくは70％である。
【００４３】
本発明の調製物は、ヒト及び動物用食品の着色剤として、並びに医薬品への添加剤として極めて好適である。動物用飼料部門における典型的な使用分野の例として、養殖における魚の着色、並びに家禽の飼育における卵黄及び若鶏の皮の着色がある。
【００４４】
本発明の方法のための手順を以下の実施例に詳細に説明する。
【００４５】
実施例１
40gのアスタキサンチンを、294gのイソプロパノール/水（88/12、w/w）中に、30℃の温度にて、加熱可能な受け器中で懸濁させた。この懸濁液を、536gのイソプロパノール/水(88/12、w/w)と、混合温度170℃にて、混合チャンバー中で、0.2秒の滞留時間で混合した。上記の滞留時間の直後、得られたアスタキサンチンの分子分散液を、10.4kgのカゼインナトリウム水溶液（108gのカゼイン塩のほかに、36gのスクロースを含有し、pH9に調整してある）を添加した別の混合チャンバーに、高圧ポンプを通して90°の混合角で導入すると、アスタキサンチンが、45℃の温度で144nmの平均粒度を有するコロイド分散形態で析出した。
【００４６】
続いて、この分散液をそれ自体公知の方法で濃縮し、易流動性の22％濃度のアスタキサンチン乾燥粉末（平均粒度129nm）に変換した。乾燥粉末を水に再度溶解して透明な赤色分散液を形成させると、この再分散液の色強度は、もとの分散液より約10％低いだけであった。