(57)【要約】  カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大させる方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかが脂肪酸エステル化カロチノイドである方法が開示される。前記方法は、脂肪酸エステル化カロチノイドを脱エステル化するのに有効な条件下でカロチノイドの供給源を有効量のエステラーゼと接触させ、これによってカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大させることによって行われる。特定の実施形態では、酵素反応はセルロース分解酵素、タンパク質分解酵素、ペクチン分解酵素、乳化剤、または金属イオンの存在下で行われる。エステラーゼは固定された形態であることができる。脱エステル化生成物の混合物は、アルカリ性条件下で酢酸エチルで抽出されることができるか、および／またはビタミンＥ含有量を減少させるためにクロマトグラフィーによる抽出に供されることができる。カロチノイドエステル変換におけるエステラーゼの効率を決定する方法が、好適なエステラーゼをスクリーニングする方法および最適反応条件を決定する方法と共に開示される。一実施形態では、酵素的に脱エステル化された赤色カロチノイドの組成物は、少なくとも約４０重量％のカプサンチン、少なくとも約１５重量％のゼアキサンチンおよびカプソルテイン、少なくとも約２重量％のビオラキサンチン、少なくとも約１重量％のカプソルビン、少なくとも約５重量％のベータクリプトキサンチンおよび少なくとも約３重量％のベータカロチン、並びに約１％のビタミンＥを含む。前記組成物は抗酸化剤活性を有する。本願は、トウガラシオレオレジンを抽出する方法であって、水中のトウガラシの実をジュースにホモジナイズする工程；ペレットを得るためにこのジュースを遠心分離する工程；このペレットをエタノールおよび酢酸エチルと混合する工程；このペレットをエタノールおよび酢酸エチルとホモジナイズする工程；乾燥材料を除去する工程；ならびにトウガラシオレオレジンを得るために溶媒をエバポレートする工程を包含する方法にも関する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大させる方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかが脂肪酸エステル化カロチノイドである方法であって、
前記方法が、脂肪酸エステル化カロチノイドを脱エステル化するのに有効な条件下でカロチノイドの供給源を有効量のエステラーゼと接触させることを含み、脂肪酸エステル化カロチノイドを脱エステル化するのに有効な前記条件が、以下のものからなる群から選択される少なくとも一つの添加剤の添加によって特徴付けられ、これによってカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大させる方法：
セルロース分解酵素；
タンパク質分解酵素；
ペクチン分解酵素；
乳化剤；及び
少なくとも一種の金属イオン。
【請求項２】
カロチノイドの前記供給源は、カロチノイドの前記供給源におけるカロチノイドの大部分が前記脂肪酸エステル化カロチノイドであることによって特徴付けられる請求項１の方法。
【請求項３】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシである請求項１の方法。
【請求項４】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシ粉末である請求項１の方法。
【請求項５】
カロチノイドの前記供給源は、パプリカである請求項１の方法。
【請求項６】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシオイル抽出物である請求項１の方法。
【請求項７】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシオレオレジンである請求項１の方法。
【請求項８】
カロチノイドの前記供給源は、リンゴ、アンズ、アボガド、ブラッドオレンジ、シマホオズキ、カランボラ、チリ、クレメンタイン、キンカン、ビワ、マンゴー、ミネオーラ、ネクタリン、オレンジ、パパイア、桃、カキ、プラム、ジャガイモ、カボチャ、タンジェリンおよびズッキーニからなる群より選択される請求項１の方法。
【請求項９】
前記エステラーゼは、リパーゼ、カルボキシルエステルエステラーゼ、およびクロロフィラーゼからなる群より選択される請求項１の方法。
【請求項１０】
前記エステラーゼは、リパーゼである請求項１の方法。
【請求項１１】
前記リパーゼは、細菌のリパーゼ、酵母のリパーゼ、カビのリパーゼ、および動物のリパーゼからなる群より選択される請求項１０の方法。
【請求項１２】
前記エステラーゼは、固定されたエステラーゼである請求項１の方法。
【請求項１３】
前記固定されたエステラーゼは、再生された固定されたエステラーゼである請求項１２の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの金属イオンは、Ｃａ＋＋、およびＮａ＋からなる群より選択される請求項１の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの金属イオンの前記添加は、前記金属イオンの少なくとも１つの塩の添加による請求項１の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの塩は、ＣａＣｌ２およびＮａＣｌからなる群より選択される請求項１の方法。
【請求項１７】
前記セルロース分解酵素は、Ｃ１型β−１，４グルカナーゼ、エキソ−β−１，４グルカナーゼ、エンド−β−１，４グルカナーゼ、およびβグルコシダーゼからなる群より選択される請求項１の方法。
【請求項１８】
前記タンパク質分解酵素は、トリプシン、パパイン、キモトリプシン、フィシン、ブロメリン、カテプシン、およびレンニンからなる群より選択される請求項１の方法。
【請求項１９】
前記ペクチン分解酵素は、ペクチンエステラーゼ、ペクチン酸リアーゼ、およびポリガラクトロナーゼからなる群より選択される請求項１の方法。
【請求項２０】
前記乳化剤は、非エステル乳化剤である請求項１の方法。
【請求項２１】
前記乳化剤は、レシチンである請求項１の方法。
【請求項２２】
前記乳化剤は、デオキシコール酸塩である請求項２０の方法。
【請求項２３】
前記乳化剤は、非イオン性界面活性剤である請求項１の方法。
【請求項２４】
前記乳化剤は、胆汁、アラビアゴム、または遊離脂肪酸の塩に由来する請求項２０の方法。
【請求項２５】
前記乳化剤は、再生された乳化剤である請求項１の方法。
【請求項２６】
カロチノイドの供給源から遊離のカロチノイドを抽出することをさらに含む請求項１の方法。
【請求項２７】
前記カロチノイドの供給源から遊離のカロチノイドを抽出することは、アルカリ性条件下で酢酸エチルで抽出することを含む請求項２６の方法。
【請求項２８】
前記アルカリ性条件は約８．０〜約１０のｐＨによって特徴付けられる請求項２７の方法。
【請求項２９】
前記アルカリ性条件がｐＨ９．５である請求項２８の方法。
【請求項３０】
遊離のカロチノイドの増大した画分を有し、かつ請求項１の方法によって生成されるカロチノイドの供給源。
【請求項３１】
請求項３０のカロチノイドの供給源を含む食品添加物。
【請求項３２】
請求項３０のカロチノイドの供給源を含む飼料添加物。
【請求項３３】
カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大させる方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかが脂肪酸エステル化カロチノイドである方法であって、
前記方法が、脂肪酸エステル化カロチノイドを脱エステル化するのに有効な条件下でカロチノイドの供給源を有効量のエステラーゼと接触させて少なくとも部分的に脱エステル化されたカロチノイドの供給源を生成させること、および少なくとも部分的に脱エステル化されたカロチノイドの前記供給源をアルカリ性条件下で酢酸エチルで抽出することを含み、これによってカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大させる方法。
【請求項３４】
前記アルカリ性条件は約８．０〜約１０のｐＨによって特徴付けられる請求項３３の方法。
【請求項３５】
前記アルカリ性条件がｐＨ９．５である請求項３３の方法。
【請求項３６】
カロチノイドの前記供給源は、カロチノイドの前記供給源におけるカロチノイドの大部分が前記脂肪酸エステル化カロチノイドであることによって特徴付けられる請求項３３の方法。
【請求項３７】
脂肪酸エステル化カロチノイドを脱エステル化するのに有効な前記条件は、以下のものからなる群から選択される少なくとも１つの添加剤の添加によって特徴付けられる請求項３３の方法：
セルロース分解酵素；
タンパク質分解酵素；
ペクチン分解酵素；
乳化剤；および
少なくとも１つの金属イオン。
【請求項３８】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシである請求項３３の方法。
【請求項３９】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシ粉末である請求項３３の方法。
【請求項４０】
カロチノイドの前記供給源は、パプリカである請求項３３の方法。
【請求項４１】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシオイル抽出物である請求項３３の方法。
【請求項４２】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシオレオレジンである請求項３３の方法。
【請求項４３】
カロチノイドの前記供給源は、リンゴ、アンズ、アボガド、ブラッドオレンジ、シマホオズキ、カランボラ、チリ、クレメンタイン、キンカン、ビワ、マンゴー、ミネオーラ、ネクタリン、オレンジ、パパイア、桃、カキ、プラム、ジャガイモ、カボチャ、タンジェリンおよびズッキーニからなる群より選択される請求項３３の方法。
【請求項４４】
前記エステラーゼは、リパーゼ、カルボキシルエステルエステラーゼ、およびクロロフィラーゼからなる群より選択される請求項３３の方法。
【請求項４５】
前記エステラーゼは、リパーゼである請求項３３の方法。
【請求項４６】
前記リパーゼは、細菌のリパーゼ、酵母のリパーゼ、カビのリパーゼ、および動物のリパーゼからなる群より選択される請求項４５の方法。
【請求項４７】
前記エステラーゼは、固定されたリパーゼである請求項３３の方法。
【請求項４８】
前記固定されたリパーゼは、再生された固定されたリパーゼである請求項４７の方法。
【請求項４９】
前記少なくとも１つの金属イオンは、Ｃａ＋＋、およびＮａ＋からなる群より選択される請求項３７の方法。
【請求項５０】
前記少なくとも１つの金属イオンの前記添加は、前記金属イオンの少なくとも１つの塩の添加による請求項３７の方法。
【請求項５１】
前記少なくとも１つの塩は、ＣａＣｌ２およびＮａＣｌからなる群より選択される請求項５０の方法。
【請求項５２】
前記セルロース分解酵素は、Ｃ１型β−１，４グルカナーゼ、エキソ−β−１，４グルカナーゼ、エンド−β−１，４グルカナーゼ、およびβグルコシダーゼからなる群より選択される請求項３７の方法。
【請求項５３】
前記タンパク質分解酵素は、トリプシン、パパイン、キモトリプシン、フィシン、ブロメリン、カテプシン、およびレンニンからなる群より選択される請求項３７の方法。
【請求項５４】
前記ペクチン分解酵素は、ペクチンエステラーゼ、ペクチン酸リアーゼ、およびポリガラクトロナーゼからなる群より選択される請求項３７の方法。
【請求項５５】
前記乳化剤は、非エステル乳化剤である請求項３７の方法。
【請求項５６】
前記乳化剤は、レシチンである請求項３７の方法。
【請求項５７】
前記乳化剤は、デオキシコール酸塩である請求項５５の方法。
【請求項５８】
前記乳化剤は、非イオン性界面活性剤である請求項３７の方法。
【請求項５９】
前記乳化剤は、胆汁、アラビアゴム、または遊離脂肪酸の塩に由来する請求項５５の方法。
【請求項６０】
前記乳化剤は、再生された乳化剤である請求項３７の方法。
【請求項６１】
遊離のカロチノイドの増大した画分を有し、かつ請求項３３の方法によって生成されるカロチノイドの供給源。
【請求項６２】
請求項６１のカロチノイドの供給源を含む食品添加物。
【請求項６３】
請求項６１のカロチノイドの供給源を含む飼料添加物。
【請求項６４】
カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大させる方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかが脂肪酸エステル化カロチノイドである方法であって、
前記方法が、脂肪酸エステル化カロチノイドを脱エステル化するのに有効な条件下でカロチノイドの供給源を有効量の固定されたエステラーゼと接触させることを含み、これによってカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大させる方法。
【請求項６５】
前記固定されたエステラーゼは、固定されたリパーゼ、固定されたカルボキシルエステルエステラーゼ、および固定されたクロロフィラーゼからなる群より選択される請求項６４の方法。
【請求項６６】
前記固定されたエステラーゼは、固定されたリパーゼである請求項６４の方法。
【請求項６７】
前記固定されたリパーゼは、固定された細菌のリパーゼ、固定された酵母のリパーゼ、固定されたカビのリパーゼ、および固定された動物のリパーゼからなる群より選択される請求項６６の方法。
【請求項６８】
前記固定されたリパーゼは、再生された固定されたリパーゼである請求項６６の方法。
【請求項６９】
カロチノイドの前記供給源は、カロチノイドの前記供給源におけるカロチノイドの大部分が前記脂肪酸エステル化カロチノイドであることによって特徴付けられる請求項６４の方法。
【請求項７０】
脂肪酸エステル化カロチノイドを脱エステル化するのに有効な前記条件は、以下のものからなる群から選択される少なくとも１つの添加剤の添加によって特徴付けられる請求項６４の方法：
セルロース分解酵素；
タンパク質分解酵素；
ペクチン分解酵素；
乳化剤；および
少なくとも１つの金属イオン。
【請求項７１】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシである請求項６４の方法。
【請求項７２】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシ粉末である請求項６４の方法。
【請求項７３】
カロチノイドの前記供給源は、パプリカである請求項６４の方法。
【請求項７４】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシオイル抽出物である請求項６４の方法。
【請求項７５】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシオレオレジンである請求項６４の方法。
【請求項７６】
カロチノイドの前記供給源は、リンゴ、アンズ、アボガド、ブラッドオレンジ、シマホオズキ、カランボラ、チリ、クレメンタイン、キンカン、ビワ、マンゴー、ミネオーラ、ネクタリン、オレンジ、パパイア、桃、カキ、プラム、ジャガイモ、カボチャ、タンジェリンおよびズッキーニからなる群より選択される請求項６４の方法。
【請求項７７】
前記少なくとも１つの金属イオンは、Ｃａ＋＋、およびＮａ＋からなる群より選択される請求項７０の方法。
【請求項７８】
前記少なくとも１つの金属イオンの前記添加は、前記金属イオンの少なくとも１つの塩の添加による請求項７０の方法。
【請求項７９】
前記少なくとも１つの塩は、ＣａＣｌ２およびＮａＣｌからなる群より選択される請求項７８の方法。
【請求項８０】
前記セルロース分解酵素は、Ｃ１型β−１，４グルカナーゼ、エキソ−β−１，４グルカナーゼ、エンド−β−１，４グルカナーゼ、およびβグルコシダーゼからなる群より選択される請求項７０の方法。
【請求項８１】
前記タンパク質分解酵素は、トリプシン、パパイン、キモトリプシン、フィシン、ブロメリン、カテプシン、およびレンニンからなる群より選択される請求項７０の方法。
【請求項８２】
前記ペクチン分解酵素は、ペクチンエステラーゼ、ペクチン酸リアーゼ、およびポリガラクトロナーゼからなる群より選択される請求項７０の方法。
【請求項８３】
前記乳化剤は、非エステル乳化剤である請求項７０の方法。
【請求項８４】
前記乳化剤は、レシチンである請求項７０の方法。
【請求項８５】
前記乳化剤は、デオキシコール酸塩である請求項８３の方法。
【請求項８６】
前記乳化剤は、非イオン性界面活性剤である請求項７０の方法。
【請求項８７】
前記乳化剤は、胆汁、アラビアゴム、または遊離脂肪酸の塩に由来する請求項８３の方法。
【請求項８８】
前記乳化剤は、再生された乳化剤である請求項７０の方法。
【請求項８９】
少なくとも部分的に脱エステル化されたカロチノイドの前記供給源を、アルカリ性条件下で酢酸エチルで抽出することをさらに含む請求項６４の方法。
【請求項９０】
前記アルカリ性条件は約８．０〜約１０のｐＨによって特徴付けられる請求項８９の方法。
【請求項９１】
前記アルカリ性条件がｐＨ９．５である請求項８９の方法。
【請求項９２】
遊離のカロチノイドの増大した画分を有し、かつ請求項６４の方法によって生成されるカロチノイドの供給源。
【請求項９３】
請求項９２のカロチノイドの供給源を含む食品添加物。
【請求項９４】
請求項９２のカロチノイドの供給源を含む飼料添加物。
【請求項９５】
カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大させる方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかが脂肪酸エステル化カロチノイドである方法であって、
前記方法が、脂肪酸エステル化カロチノイドを脱エステル化するのに有効な条件下でカロチノイドの供給源を有効量のエステラーゼおよび再生された乳化剤と接触させることを含み、これによってカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大させる方法。
【請求項９６】
前記乳化剤は、非エステル乳化剤である請求項９５の方法。
【請求項９７】
前記乳化剤は、レシチンである請求項９５の方法。
【請求項９８】
前記乳化剤は、デオキシコール酸塩である請求項９５の方法。
【請求項９９】
前記乳化剤は、非イオン性界面活性剤である請求項９５の方法。
【請求項１００】
前記乳化剤は、胆汁、アラビアゴム、または遊離脂肪酸の塩に由来する請求項９６の方法。
【請求項１０１】
カロチノイドの前記供給源は、カロチノイドの前記供給源におけるカロチノイドの大部分が前記脂肪酸エステル化カロチノイドであることによって特徴付けられる請求項９５の方法。
【請求項１０２】
脂肪酸エステル化カロチノイドを脱エステル化するのに有効な前記条件は、以下のものからなる群から選択される少なくとも１つの添加剤の添加によって特徴付けられる請求項９５の方法：
セルロース分解酵素；
タンパク質分解酵素；
ペクチン分解酵素；および
少なくとも１つの金属イオン。
【請求項１０３】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシである請求項９５の方法。
【請求項１０４】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシ粉末である請求項９５の方法。
【請求項１０５】
カロチノイドの前記供給源は、パプリカである請求項９５の方法。
【請求項１０６】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシオイル抽出物である請求項９５の方法。
【請求項１０７】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシオレオレジンである請求項９５の方法。
【請求項１０８】
カロチノイドの前記供給源は、リンゴ、アンズ、アボガド、ブラッドオレンジ、シマホオズキ、カランボラ、チリ、クレメンタイン、キンカン、ビワ、マンゴー、ミネオーラ、ネクタリン、オレンジ、パパイア、桃、カキ、プラム、ジャガイモ、カボチャ、タンジェリンおよびズッキーニからなる群より選択される請求項９５の方法。
【請求項１０９】
前記エステラーゼは、リパーゼ、カルボキシルエステルエステラーゼ、およびクロロフィラーゼからなる群より選択される請求項９５の方法。
【請求項１１０】
前記エステラーゼは、リパーゼである請求項９５の方法。
【請求項１１１】
前記リパーゼは、細菌のリパーゼ、酵母のリパーゼ、カビのリパーゼ、および動物のリパーゼからなる群より選択される請求項１１０の方法。
【請求項１１２】
前記エステラーゼは、固定されたリパーゼである請求項９５の方法。
【請求項１１３】
前記固定されたリパーゼは、再生された固定されたリパーゼである請求項１１２の方法。
【請求項１１４】
前記少なくとも１つの金属イオンは、Ｃａ＋＋、およびＮａ＋からなる群より選択される請求項１０２の方法。
【請求項１１５】
前記少なくとも１つの金属イオンの前記添加は、前記金属イオンの少なくとも１つの塩の添加による請求項１０２の方法。
【請求項１１６】
前記少なくとも１つの塩は、ＣａＣｌ２およびＮａＣｌからなる群より選択される請求項１１５の方法。
【請求項１１７】
前記セルロース分解酵素は、Ｃ１型β−１，４グルカナーゼ、エキソ−β−１，４グルカナーゼ、エンド−β−１，４グルカナーゼ、およびβグルコシダーゼからなる群より選択される請求項１０２の方法。
【請求項１１８】
前記タンパク質分解酵素は、トリプシン、パパイン、キモトリプシン、フィシン、ブロメリン、カテプシン、およびレンニンからなる群より選択される請求項１０２の方法。
【請求項１１９】
前記ペクチン分解酵素は、ペクチンエステラーゼ、ペクチン酸リアーゼ、およびポリガラクトロナーゼからなる群より選択される請求項１０２の方法。
【請求項１２０】
少なくとも部分的に脱エステル化されたカロチノイドの前記供給源を、アルカリ性条件下で酢酸エチルで抽出することをさらに含む請求項９５の方法。
【請求項１２１】
前記アルカリ性条件は約８．０〜約１０のｐＨによって特徴付けられる請求項１２０の方法。
【請求項１２２】
前記アルカリ性条件がｐＨ９．５である請求項１２０の方法。
【請求項１２３】
遊離のカロチノイドの増大した画分を有し、かつ請求項９５の方法によって生成されるカロチノイドの供給源。
【請求項１２４】
請求項９５のカロチノイドの供給源を含む食品添加物。
【請求項１２５】
請求項９５のカロチノイドの供給源を含む飼料添加物。
【請求項１２６】
カロチノイドの供給源におけるビタミンＥの画分を減少させる方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかが脂肪酸エステル化カロチノイドである方法であって、
前記方法が、脂肪酸エステル化カロチノイドを脱エステル化するのに有効な条件下でカロチノイドの供給源を有効量のエステラーゼと接触させて少なくとも部分的に脱エステル化されたカロチノイドの供給源を生成させること、および少なくとも部分的に脱エステル化されたカロチノイドの前記供給源からビタミンＥの画分をクロマトグラフィーにより抽出することを含み、これによってカロチノイドの供給源におけるビタミンＥの画分を減少させる方法。
【請求項１２７】
前記クロマトグラフィーにより画分を抽出することは、少なくとも部分的に脱エステル化されたカロチノイドの前記供給源をケイ酸マグネシウム樹脂と接触させ、ヘキサンで洗浄し、そして酢酸エチルと接触させることによって少なくとも部分的に脱エステル化されたカロチノイドの前記供給源を溶出することを含む請求項１２６の方法。
【請求項１２８】
前記ケイ酸マグネシウム樹脂はフロリシルである請求項１２７の方法。
【請求項１２９】
カロチノイドの前記供給源は、カロチノイドの前記供給源におけるカロチノイドの大部分が前記脂肪酸エステル化カロチノイドであることによって特徴付けられる請求項１２６の方法。
【請求項１３０】
脂肪酸エステル化カロチノイドを脱エステル化するのに有効な前記条件は、以下のものからなる群から選択される少なくとも１つの添加剤の添加によって特徴付けられる請求項１２６の方法：
セルロース分解酵素；
タンパク質分解酵素；
ペクチン分解酵素；
乳化剤；および
少なくとも１つの金属イオン。
【請求項１３１】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシである請求項１２６の方法。
【請求項１３２】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシ粉末である請求項１２６の方法。
【請求項１３３】
カロチノイドの前記供給源は、パプリカである請求項１２６の方法。
【請求項１３４】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシオイル抽出物である請求項１２６の方法。
【請求項１３５】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシオレオレジンである請求項１２６の方法。
【請求項１３６】
カロチノイドの前記供給源は、リンゴ、アンズ、アボガド、ブラッドオレンジ、シマホオズキ、カランボラ、チリ、クレメンタイン、キンカン、ビワ、マンゴー、ミネオーラ、ネクタリン、オレンジ、パパイア、桃、カキ、プラム、ジャガイモ、カボチャ、タンジェリンおよびズッキーニからなる群より選択される請求項１２６の方法。
【請求項１３７】
前記エステラーゼは、リパーゼ、カルボキシルエステルエステラーゼ、およびクロロフィラーゼからなる群より選択される請求項１２６の方法。
【請求項１３８】
前記エステラーゼは、リパーゼである請求項１２６の方法。
【請求項１３９】
前記リパーゼは、細菌のリパーゼ、酵母のリパーゼ、カビのリパーゼ、および動物のリパーゼからなる群より選択される請求項１３８の方法。
【請求項１４０】
前記エステラーゼは、固定されたリパーゼである請求項１２６の方法。
【請求項１４１】
前記固定されたリパーゼは、再生された固定されたリパーゼである請求項１４０の方法。
【請求項１４２】
前記少なくとも１つの金属イオンは、Ｃａ＋＋、およびＮａ＋からなる群より選択される請求項１３０の方法。
【請求項１４３】
前記少なくとも１つの金属イオンの前記添加は、前記金属イオンの少なくとも１つの塩の添加による請求項１４２の方法。
【請求項１４４】
前記少なくとも１つの塩は、ＣａＣｌ２およびＮａＣｌからなる群より選択される請求項１４３の方法。
【請求項１４５】
前記セルロース分解酵素は、Ｃ１型β−１，４グルカナーゼ、エキソ−β−１，４グルカナーゼ、エンド−β−１，４グルカナーゼ、およびβグルコシダーゼからなる群より選択される請求項１３０の方法。
【請求項１４６】
前記タンパク質分解酵素は、トリプシン、パパイン、キモトリプシン、フィシン、ブロメリン、カテプシン、およびレンニンからなる群より選択される請求項１３０の方法。
【請求項１４７】
前記ペクチン分解酵素は、ペクチンエステラーゼ、ペクチン酸リアーゼ、およびポリガラクトロナーゼからなる群より選択される請求項１３０の方法。
【請求項１４８】
前記乳化剤は、非エステル乳化剤である請求項１３０の方法。
【請求項１４９】
前記乳化剤は、レシチンである請求項１３０の方法。
【請求項１５０】
前記乳化剤は、デオキシコール酸塩である請求項１３０の方法。
【請求項１５１】
前記乳化剤は、非イオン性界面活性剤である請求項１３０の方法。
【請求項１５２】
前記乳化剤は、胆汁、アラビアゴム、または遊離脂肪酸の塩に由来する請求項１３０の方法。
【請求項１５３】
前記乳化剤は、再生された乳化剤である請求項１３０の方法。
【請求項１５４】
カロチノイドの供給源から遊離のカロチノイドを抽出することをさらに含む請求項１２６の方法。
【請求項１５５】
前記カロチノイドの供給源から遊離のカロチノイドを抽出することは、アルカリ条件下で酢酸エチルで抽出することを含む請求項１２６の方法。
【請求項１５６】
前記アルカリ性条件は約８．０〜約１０のｐＨによって特徴付けられる請求項１５５の方法。
【請求項１５７】
前記アルカリ性条件がｐＨ９．５である請求項１５５の方法。
【請求項１５８】
遊離のカロチノイドの増大した画分およびビタミンＥの減少した画分を有し、かつ請求項１２６の方法によって生成されるカロチノイドの供給源。
【請求項１５９】
請求項１２６のカロチノイドの供給源を含む食品添加物。
【請求項１６０】
請求項１２７のカロチノイドの供給源を含む飼料添加物。
【請求項１６１】
酵素的に脱エステル化された赤色カロチノイドを含む組成物であって、少なくとも約４０重量％のカプサンチン、少なくとも約１５重量％のゼアキサンチンおよびカプソルテイン、少なくとも約２重量％のビオラキサンチン、少なくとも約１重量％のカプソルビン、少なくとも約５重量％のベータクリプトキサンチンおよび少なくとも約３重量％のベータカロチンによって特徴付けられ、脂質酸化によって測定されるような抗酸化剤活性によって特徴付けられる組成物。
【請求項１６２】
少なくとも５ｍｇ／ｇのビタミンＥをさらに含む請求項１６１の組成物。
【請求項１６３】
３０ｍｇ／ｇのビタミンＥを含む請求項１６１の組成物。
【請求項１６４】
前記赤色カロチノイドは、トウガラシカロチノイドである請求項１６１の組成物。
【請求項１６５】
前記赤色カロチノイドは、トウガラシ粉末カロチノイドである請求項１６１の組成物。
【請求項１６６】
前記赤色カロチノイドは、パプリカカロチノイドである請求項１６１の組成物。
【請求項１６７】
前記赤色カロチノイドは、トウガラシオイル抽出物カロチノイドである請求項１６１の組成物。
【請求項１６８】
前記赤色カロチノイドは、トウガラシオレオレジンカロチノイドである請求項１６１の組成物。
【請求項１６９】
請求項１６１の組成物を含む食品添加物。
【請求項１７０】
請求項１６１の組成物を含む飼料添加物。
【請求項１７１】
包装材料および少なくとも１つの抗酸化剤単位用量を含む製品であって、前記抗酸化剤単位用量が組成物を含み、この組成物が各単一単位用量中に少なくとも約４０重量％のカプサンチン、少なくとも約１５重量％のゼアキサンチンおよびカプソルテイン、少なくとも約２重量％のビオラキサンチン、少なくとも約１重量％のカプソルビン、少なくとも約５重量％のベータクリプトキサンチン、少なくとも約３重量％のベータカロチン、および少なくとも１０ｍｇ／ｇのビタミンＥ、並びに医薬的に許容され得るキャリアを含み、前記包装材料が、前記組成物は対象における抗酸化剤のレベルを増大させるためのものである旨を示すラベルまたは包装挿入物を含む製品。
【請求項１７２】
約２０ｍｇ／ｇのビタミンＥを含む請求項１７１の製品。
【請求項１７３】
前記組成物は、カルボキシメチルセルロース、微小結晶性セルロース、澱粉および変性澱粉からなる群から選択される医薬的に許容され得る賦型剤をさらに含む請求項１７１の製品。
【請求項１７４】
前記抗酸化剤単位用量は経口投与のために設計されている請求項１７１の製品。
【請求項１７５】
前記抗酸化剤単位用量は錠剤、カプセル形錠剤およびカプセルからなる群から選択される請求項１７１の製品。
【請求項１７６】
前記組成物は液体用量形態である請求項１７１の製品。
【請求項１７７】
カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大するのにおいてエステラーゼの効率を決定する方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかが脂肪酸エステル化カロチノイドである方法であって、
予め選択された実験条件のもとで、このカロチノイドの供給源とエステラーゼとを接触させる工程；および、
このカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分の増大においてエステラーゼの効率を決定するためにカロチノイド検出アッセイを用いる工程、
を包含する方法。
【請求項１７８】
カロチノイドの前記供給源は、カロチノイドの前記供給源におけるカロチノイドの大部分が前記脂肪酸エステル化カロチノイドであることによって特徴付けられる請求項１７７の方法。
【請求項１７９】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシである請求項１７７の方法。
【請求項１８０】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシ粉末である請求項１７７の方法。
【請求項１８１】
カロチノイドの前記供給源は、パプリカである請求項１７７の方法。
【請求項１８２】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシオイル抽出物である請求項１７７の方法。
【請求項１８３】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシオレオレジンである請求項１７７の方法。
【請求項１８４】
カロチノイドの前記供給源は、リンゴ、アンズ、アボガド、ブラッドオレンジ、シマホオズキ、カランボラ、チリ、クレメンタイン、キンカン、ビワ、マンゴー、ミネオーラ、ネクタリン、オレンジ、パパイア、桃、カキ、プラム、ジャガイモ、カボチャ、タンジェリンおよびズッキーニからなる群より選択される請求項１７７の方法。
【請求項１８５】
前記エステラーゼは、リパーゼ、カルボキシルエステルエステラーゼ、およびクロロフィラーゼからなる群より選択される請求項１７７の方法。
【請求項１８６】
前記エステラーゼは、リパーゼである請求項１７７の方法。
【請求項１８７】
前記リパーゼは、細菌のリパーゼ、酵母のリパーゼ、カビのリパーゼ、および動物のリパーゼからなる群より選択される請求項１７７の方法。
【請求項１８８】
前記エステラーゼは、固定されたエステラーゼである請求項１７７の方法。
【請求項１８９】
前記予め選択された実験条件は、以下のうちの少なくとも１つを含む請求項１７７の方法：
セルロース分解酵素の添加；
タンパク質分解酵素の添加；
ペクチン分解酵素の添加；および
乳化剤の添加。
【請求項１９０】
前記セルロース分解酵素は、Ｃ１型β−１，４グルカナーゼ、エキソ−β−１，４グルカナーゼ、エンド−β−１，４グルカナーゼ、およびβグルコシダーゼからなる群より選択される請求項１８９の方法。
【請求項１９１】
前記タンパク質分解酵素は、トリプシン、パパイン、キモトリプシン、フィシン、ブロメリン、カテプシン、およびレンニンからなる群より選択される請求項１８９の方法。
【請求項１９２】
前記ペクチン分解酵素は、ペクチンエステラーゼ、ペクチン酸リアーゼ、およびポリガラクトロナーゼからなる群より選択される請求項１８９の方法。
【請求項１９３】
前記乳化剤は、非エステル乳化剤である請求項１８９の方法。
【請求項１９４】
前記乳化剤は、レシチンである請求項１８９の方法。
【請求項１９５】
前記乳化剤は、デオキシコール酸塩である請求項１９３の方法。
【請求項１９６】
前記乳化剤は、非イオン性界面活性剤である請求項１８９の方法。
【請求項１９７】
前記乳化剤は、胆汁、アラビアゴム、または遊離脂肪酸の塩に由来する請求項１９３の方法。
【請求項１９８】
前記乳化剤は、再生された乳化剤である請求項１８９の方法。
【請求項１９９】
前記カロチノイド検出アッセイは、クロマトグラフィーアッセイである請求項１７７の方法。
【請求項２００】
前記クロマトグラフィーアッセイは、薄層クロマトグラフィーおよび高速液体クロマトグラフィーからなる群より選択される請求項１９９の方法。
【請求項２０１】
カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大するのにおいて有効なエステラーゼについてスクリーニングする方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかが脂肪酸エステル化カロチノイドである方法であって、
予め選択された実験条件のもとで、このカロチノイドの供給源を別々に、各々のエステラーゼと接触させる工程；および、
このカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分の増大において各々のエステラーゼの効率を決定するためにカロチノイド検出アッセイを用い、これによってこのカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分の増大において有効なエステラーゼについてスクリーニングする工程、
を包含する方法。
【請求項２０２】
カロチノイドの前記供給源は、カロチノイドの前記供給源におけるカロチノイドの大部分が前記脂肪酸エステル化カロチノイドであることによって特徴付けられる請求項２０１の方法。
【請求項２０３】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシである請求項２０１の方法。
【請求項２０４】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシ粉末である請求項２０１の方法。
【請求項２０５】
カロチノイドの前記供給源は、パプリカである請求項２０１の方法。
【請求項２０６】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシオイル抽出物である請求項２０１の方法。
【請求項２０７】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシオレオレジンである請求項２０１の方法。
【請求項２０８】
カロチノイドの前記供給源は、リンゴ、アンズ、アボガド、ブラッドオレンジ、シマホオズキ、カランボラ、チリ、クレメンタイン、キンカン、ビワ、マンゴー、ミネオーラ、ネクタリン、オレンジ、パパイア、桃、カキ、プラム、ジャガイモ、カボチャ、タンジェリンおよびズッキーニからなる群より選択される請求項２０１の方法。
【請求項２０９】
前記エステラーゼは、リパーゼ、カルボキシルエステルエステラーゼ、およびクロロフィラーゼからなる群より選択される請求項２０１の方法。
【請求項２１０】
前記エステラーゼは、リパーゼである請求項２０１の方法。
【請求項２１１】
前記リパーゼは、細菌のリパーゼ、酵母のリパーゼ、カビのリパーゼ、および動物のリパーゼからなる群より選択される請求項２１０の方法。
【請求項２１２】
前記エステラーゼは、固定されたエステラーゼである請求項２０１の方法。
【請求項２１３】
前記固定されたエステラーゼは、再生された固定されたエステラーゼである請求項２１２の方法。
【請求項２１４】
前記予め選択された実験条件は、以下のうちの少なくとも１つを含む請求項２０１の方法：
セルロース分解酵素の添加；
タンパク質分解酵素の添加；
ペクチン分解酵素の添加；および
乳化剤の添加。
【請求項２１５】
前記セルロース分解酵素は、Ｃ１型β−１，４グルカナーゼ、エキソ−β−１，４グルカナーゼ、エンド−β−１，４グルカナーゼ、およびβグルコシダーゼからなる群より選択される請求項２１４の方法。
【請求項２１６】
前記タンパク質分解酵素は、トリプシン、パパイン、キモトリプシン、フィシン、ブロメリン、カテプシン、およびレンニンからなる群より選択される請求項２１４の方法。
【請求項２１７】
前記ペクチン分解酵素は、ペクチンエステラーゼ、ペクチン酸リアーゼ、およびポリガラクトロナーゼからなる群より選択される請求項２１４の方法。
【請求項２１８】
前記乳化剤は、非エステル乳化剤である請求項２１４の方法。
【請求項２１９】
前記乳化剤は、レシチンである請求項２１８の方法。
【請求項２２０】
前記乳化剤は、デオキシコール酸塩である請求項２１８の方法。
【請求項２２１】
前記乳化剤は、非イオン性界面活性剤である請求項２１８の方法。
【請求項２２２】
前記乳化剤は、胆汁、アラビアゴム、または遊離脂肪酸の塩に由来する請求項２１８の方法。
【請求項２２３】
前記乳化剤は、再生された乳化剤である請求項２１８の方法。
【請求項２２４】
前記カロチノイド検出アッセイは、クロマトグラフィーアッセイである請求項２０１の方法。
【請求項２２５】
前記クロマトグラフィーアッセイは、薄層クロマトグラフィーおよび高速液体クロマトグラフィーからなる群より選択される請求項２２４の方法。
【請求項２２６】
カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大するための反応条件を最適化する方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかが、エステラーゼを介した、脂肪酸エステル化カロチノイドである方法であって、
予め選択された異なる実験条件のもとで、このカロチノイドの供給源とエステラーゼと接触させる工程；および、
各々の前記予め選択された異なる実験条件のもとで、このカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分の増大におけるエステラーゼの効率を決定するためにカロチノイド検出アッセイを用い、これによって、このカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分の増大のための反応条件を最適化する工程であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかが、エステラーゼを介した、脂肪酸エステル化カロチノイドである工程、
を包含する方法。
【請求項２２７】
カロチノイドの前記供給源は、カロチノイドの前記供給源におけるカロチノイドの大部分が前記脂肪酸エステル化カロチノイドである請求項２２６の方法。
【請求項２２８】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシである請求項２２６の方法。
【請求項２２９】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシ粉末である請求項２２６の方法。
【請求項２３０】
カロチノイドの前記供給源は、パプリカである請求項２２６の方法。
【請求項２３１】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシオイル抽出物である請求項２２６の方法。
【請求項２３２】
カロチノイドの前記供給源は、トウガラシオレオレジンである請求項２２６の方法。
【請求項２３３】
カロチノイドの前記供給源は、リンゴ、アンズ、アボガド、ブラッドオレンジ、シマホオズキ、カランボラ、チリ、クレメンタイン、キンカン、ビワ、マンゴー、ミネオーラ、ネクタリン、オレンジ、パパイア、桃、カキ、プラム、ジャガイモ、カボチャ、タンジェリンおよびズッキーニからなる群より選択される請求項２２６の方法。
【請求項２３４】
前記エステラーゼは、リパーゼ、カルボキシルエステルエステラーゼ、およびクロロフィラーゼからなる群より選択される請求項２２６の方法。
【請求項２３５】
前記エステラーゼは、リパーゼである請求項２３４の方法。
【請求項２３６】
前記リパーゼは、細菌のリパーゼ、酵母のリパーゼ、カビのリパーゼ、および動物のリパーゼからなる群より選択される請求項２３５の方法。
【請求項２３７】
前記エステラーゼは、固定されたエステラーゼである請求項２２６の方法。
【請求項２３８】
前記固定されたエステラーゼは、再生された固定されたエステラーゼである請求項２３７の方法。
【請求項２３９】
前記予め選択された異なる実験条件は、以下のうちの少なくとも１つを含む請求項２３４の方法：
セルロース分解酵素の添加；
タンパク質分解酵素の添加；
ペクチン分解酵素の添加；および
乳化剤の添加。
【請求項２４０】
前記セルロース分解酵素は、Ｃ１型β−１，４グルカナーゼ、エキソ−β−１，４グルカナーゼ、エンド−β−１，４グルカナーゼ、およびβグルコシダーゼからなる群より選択される請求項２３９の方法。
【請求項２４１】
前記タンパク質分解酵素は、トリプシン、パパイン、キモトリプシン、フィシン、ブロメリン、カテプシン、およびレンニンからなる群より選択される請求項２３９の方法。
【請求項２４２】
前記ペクチン分解酵素は、ペクチンエステラーゼ、ペクチン酸リアーゼ、およびポリガラクトロナーゼからなる群より選択される請求項２３９の方法。
【請求項２４３】
前記乳化剤は、非エステル乳化剤である請求項２３９の方法。
【請求項２４４】
前記乳化剤は、レシチンである請求項２３９の方法。
【請求項２４５】
前記乳化剤は、デオキシコール酸塩である請求項２４３の方法。
【請求項２４６】
前記乳化剤は、非イオン性界面活性剤である請求項２３９の方法。
【請求項２４７】
前記乳化剤は、胆汁、アラビアゴム、または遊離脂肪酸の塩に由来する請求項２４３の方法。
【請求項２４８】
前記乳化剤は、再生された乳化剤である請求項２３９の方法。
【請求項２４９】
前記カロチノイド検出アッセイは、クロマトグラフィーアッセイである請求項２２６の方法。
【請求項２５０】
前記クロマトグラフィーアッセイは、薄層クロマトグラフィーおよび高速液体クロマトグラフィーからなる群より選択される請求項２４９の方法。
【請求項２５１】
トウガラシオレオレジンを抽出する方法であって：
水中のトウガラシの実をジュースにホモジナイズする工程；
ペレットを得るためにこのジュースを遠心分離する工程；
このペレットをエタノールおよび酢酸エチルと混合する工程；
このペレットをエタノールおよび酢酸エチルとホモジナイズする工程；
乾燥材料を除去する工程；ならびに
トウガラシオレオレジンを得るために溶媒をエバポレートする工程
を包含する方法。
【請求項２５２】
前記トウガラシの実と前記水との間の重量比は、水２０〜６０部に対して実が８０〜１２０部である請求項２５１の方法。
【請求項２５３】
前記トウガラシの実は凍結される請求項２５１の方法。
【請求項２５４】
前記トウガラシの実は新鮮である請求項２５１の方法。
【請求項２５５】
前記ジュースは、２０，０００〜３０，０００ｇで１０〜３０分間、遠心分離される請求項２５１の方法。
【請求項２５６】
前記ペレットは、前記エタノールの１〜３部、および前記酢酸エチルの５〜１５部と混合される請求項２５１の方法。
【請求項２５７】
前記乾燥材料を除去する工程は、遠心分離による請求項２５１の方法。
【請求項２５８】
前記溶媒をエバポレートする工程は、４０〜５０℃である請求項２５１の方法。
【請求項２５９】
前記溶媒をエバポレートする工程は、４０〜５０℃であり、かつ減圧下である請求項２５１の方法。
【請求項２６０】
前記溶媒をエバポレートする工程は、減圧下である請求項２５１の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カロチノイドのバイオアベイラビリティを増大する新規な方法に関する。より詳細には、本発明は、オレオレジンを抽出する方法であって、脂肪酸エステル化カロチノイドの形でのカロチノイドの豊富な供給源（特に、トウガラシ）における遊離のカロチノイドの含量を増大させる方法に関する。本発明はさらに、脂肪酸エステル化カロチノイドの形でのカロチノイドの豊富な供給源からの遊離のカロチノイドの抽出、ならびに遊離のカロチノイドを含む食品添加物および飼料添加物に関する。
【背景技術】
【０００２】
カロチノイドの化学および生化学：
カロチノイドは、長い共役系の二重結合系を有するイソプレノイド化合物であり、大きいイソプレノイドまたはテルペノイド経路の分枝としてメバロン酸を介してアセチルコエンザイムＡから生合成される（Ｂｒｉｔｔｏｎ，１９９６）。それらは、以下の２つの主なクラスに分けられる；カロチン［非環式（リコピン）および環式（β−カロチン）］、およびキサントフィル（例えば、カプサンチン）。純粋なポリエン炭化水素であるカロチンと対照的に、キサントフィルは、ヒドロキシル基、エポキシ基、およびケト基をも含む。植物および微生物のみがカロチノイドを合成するが、それらは、飼料および食物によって動物またはヒトの組織に到達され、これらの組織は、これらの化合物を吸収、改変、および貯蔵する能力を有する（Ｇｏｏｄｗｉｎ；１９８０）。
【０００３】
天然に見出される６４０を超えるカロチノイドのうちで、約２０が代表的なヒトの食餌に存在する。これらのカロチノイドのうち、１４だけ、およびそれらの代謝物のうちのいくつかが、血液および組織において同定されている（Ｇｅｒｓｔｅｒ，１９９７；Ｋｈａｃｋｉｃｋら、１９９５；Ｏｓｈｉｍａら、１９９７）。
【０００４】
集光性アンテナの一部として、カロチノイドは、光子を吸収して、そのエネルギーをクロロフィルに移行することができ、これによって４５０〜５７０ｎｍの範囲の光の集光を補助する［以下を参照のこと：Ｃｏｇｄｅｌｌ  ＲＪ、およびＦｒａｎｋ  ＨＡ（１９８７）Ｈｏｗ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ  ｉｎ  ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ｂａｃｔｅｒｉａ．Ｂｉｏｃｈｉｍ  Ｂｉｏｐｈｙｓ  Ａｃｔａ  ８９５：６３〜７９；Ｃｏｇｄｅｌｌ  Ｒ（１９８８）Ｔｈｅ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｐｉｇｍｅｎｔｓ  ｉｎ  ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔｓ．：Ｇｏｏｄｗｉｎ  ＴＷ（編）Ｐｌａｎｔ  Ｐｉｇｍｅｎｔｓ，１８３〜２５５頁、Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ，Ｌｏｎｄｏｎ；Ｆｒａｎｋ  ＨＡ、Ｖｉｏｌｅｔｔｅ  ＣＡ、Ｔｒａｕｔｍａｎ  ＪＫ、Ｓｈｒｅｖｅ  ＡＰ、Ｏｗｅｎｓ  ＴＧ、およびＡｌｂｒｅｃｈｔ  ＡＣ（１９９１）Ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ  ｉｎ  ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ：ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ａｎｄ  ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ．Ｐｕｒｅ  Ａｐｐｌ  Ｃｈｅｍ  ６３：１０９〜１１４；Ｆｒａｎｋ  ＨＡ、Ｆａｒｈｏｏｓｈ  Ｒ、Ｄｅｃｏｓｔｅｒ  Ｂ、およびＣｈｒｉｓｔｅｎｓｅｎ  ＲＬ（１９９２）Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｆｅａｔｕｒｅｓ  ｔｈａｔ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｔｈｅ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｏｆ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ−ｔｏ−ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ  ｅｎｅｒｇｙ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｉｎ  ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ．：Ｍｕｒａｔａ  Ｎ（編）Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ｉｎ  Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，第１巻、１２５〜１２８頁、Ｋｌｕｗｅｒ、Ｄｏｒｄｒｅｃｈｔ；ならびに、Ｃｏｇｄｅｌｌ  ＲＪ、およびＧａｒｄｉｎｅｒ  ＡＴ（１９９３）Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ  ｏｆ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ  ｉｎ  ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ．Ｍｅｔｈ  Ｅｎｚｙｍｏｌ  ２１４：１８５〜１９３］。カロチノイドは、光合成生物体における集光性アンテナのタンパク質−色素複合体の不可欠な構成要素であるが、それらはまた、光合成反応中心の重要な成分でもある。
【０００５】
総カロチノイドのほとんどは、集光性複合体ＩＩに位置する［Ｂａｓｓｉ  Ｒ、Ｐｉｎｅａｗ  Ｂ、Ｄａｉｎｅｓｅ  Ｐ、およびＭａｒｑｕａｒｔｔ  Ｊ（１９９３）Ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｂｉｎｄｉｎｇ  ｐｒｏｔｅｉｎｓ  ｏｆ  ｐｈｏｔｏｓｙｓｔｅｍ  ＩＩ．Ｅｕｒ  Ｊ  Ｂｉｏｃｈｅｍ  ２１２：２９７〜３０２］。光合成的に活性なカロチノイドタンパク質の同定および集光系におけるそれらの正確な位置は未知である。好熱性藍色細菌Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．の光合成的に活性なクロロフィル−タンパク質複合体におけるカロチノイドを、指向性サンプルの線形二色性分光法によって検討した［以下を参照のこと：Ｂｒｅｔｏｎ  Ｊ、およびＫａｔｏ  Ｓ（１９８７）Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｐｉｇｍｅｎｔｓ  ｉｎ  ｐｈｏｔｏｓｙｓｔｅｍ  ＩＩ：ｌｏｗ−ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｌｉｎｅａｒ−ｄｉｃｈｒｏｉｓｍ  ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  ａ  ｃｏｒｅ  ｐａｒｔｉｃｌｅ  ａｎｄ  ｏｆ  ｉｔｓ  ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ−ｐｒｏｔｅｉｎ  ｓｕｂｕｎｉｔｓ  ｉｓｏｌａｔｅｄ  ｆｒｏｍ  Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．Ｂｉｏｃｈｉｍ  Ｂｉｏｐｈｙｓ  Ａｃｔａ［８９２］：［９９〜１０７］。これらの複合体は、主に、膜の面に対して密接に方向付けられる、βカロチンプール（約５０５および４７０ｎｍを吸収する）を含んだ。光合成的に不活性なクロロフィル−タンパク質複合体において、βカロチンは、約４９５ｎｍ、および４６５ｎｍを吸収し、そしてこの分子は膜平面に垂直に方向付けられる。
【０００６】
カロチノイドが、藍色細菌光化学系（ＰＳ）ＩＩに関連するという証拠が記載されている［以下を参照のこと：Ｓｕｚｕｋｉ  Ｒ、およびＦｕｊｉｔａ  Ｙ（１９７７）Ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｐｈｏｔｏｂｌｅａｃｈｉｎｇ  ｉｎｄｕｃｅｄ  ｂｙ  ｔｈｅ  ａｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ｒｅａｃｔｉｏｎ  ｃｅｎｔｅｒ  ＩＩ：ＤＣＭＵ  ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ．Ｐｌａｎｔ  Ｃｅｌｌ  Ｐｈｙｓｉｏｌ  １８：６２５〜６３１；ならびに，Ｎｅｗｍａｎ  ＰＪ、およびＳｈｅｒｍａｎ  ＬＡ（１９７８）Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｐｈｏｔｏｓｙｓｔｅｍ  Ｉ  ａｎｄ  ＩＩ  ｍｅｍｂｒａｎｅ  ｐａｒｔｉｃｌｅｓ  ｆｒｏｍ  ｔｈｅ  ｂｌｕｅ−ｇｒｅｅｎ  ａｌｇａ  Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ  ｃｅｄｒｏｒｕｍ．Ｂｉｏｃｈｉｍ  Ｂｉｏｐｈｙｓ  Ａｃｔａ  ５０３：３４３〜３６１］。ＰＳ  ＩＩの反応中心コアには２つのβカロチン分子が存在する［以下を参照のこと：Ｏｈｎｏ  Ｔ、Ｓａｔｏｈ  Ｋ、およびＫａｔｏｈ  Ｓ（１９８６）Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｏｆ  ｐｕｒｉｆｉｅｄ  ｏｘｙｇｅｎ−ｅｖｏｌｖｉｎｇ  ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ  ｆｒｏｍ  ｔｈｅ  ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｉｃ  ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ  Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．Ｂｉｏｃｈｉｍ  Ｂｉｏｐｈｙｓ  Ａｃｔａ  ８５２：１〜８；Ｇｏｕｎａｒｉｓ  Ｋ，Ｃｈａｐｍａｎ  ＤＪ  ａｎｄ  Ｂａｒｂｅｒ  Ｊ（１９８９）Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ［Ｄ１／Ｄ２／ｃｙｔｏｃｈｒｏｍｅ  ｂ−５５９  ｃｏｍｐｌｅｘ  ｆｒｏｍ  Ｓｙｎｅｃｈｏｃｙｓｔｉｓ  ＰＣＣ６８０３．Ｂｉｏｃｈｉｍ  Ｂｉｏｐｈｙｓ  Ａｃｔａ  ９７３：２９６〜３０１；および、Ｎｅｗｅｌｌ  ＲＷ，ｖａｎ  Ａｍｅｒｏｎｇｅｎ  Ｈ，Ｂａｒｂｅｒ  Ｊ、およびｖａｎ  Ｇｒｏｎｄｅｌｌｅ  Ｒ（１９９３）Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｒｅａｃｔｉｏｎ  ｃｅｎｔｅｒ  ｏｆ  ｐｈｏｔｏｓｙｓｔｅｍ  ＩＩ  ｕｓｉｎｇ  ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  ｌｉｇｈｔ：Ｅｖｉｄｅｎｃｅ  ｆｏｒ  β−ｃａｒｏｔｅｎｅ  ｅｘｃｉｔｏｒｓ  ｉｎ  ＰＳ  ＩＩ  ｒｅａｃｔｉｏｎ  ｃｅｎｔｅｒｓ．Ｂｉｏｃｈｉｍ  Ｂｉｏｐｈｙｓ  Ａｃｔａ  １０５７：２３２〜２３８］。このＰＳＩＩの反応中心コアの正確な機能は、依然として不明確である［これは、以下によって概説されている：Ｓａｔｏｈ  Ｋ（１９９２）Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ａｎｄ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ＰＳ  ＩＩ  ｒｅａｃｔｉｏｎ  ｃｅｎｔｅｒ．、Ｍｕｒａｔａ  Ｎ（編）Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ｉｎ  Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，第２巻，３〜１２頁．Ｋｌｕｗｅｒ，Ｄｏｒｄｒｅｃｈｔ］。これらの２つのカップリングしたβカロチン分子は、単離されたＰＳ  ＩＩ反応中心における光損傷からクロロフィルＰ６８０を保護することが実証されており［以下を参照のこと：Ｄｅ  Ｌａｓ  Ｒｉｖａｓ  Ｊ、Ｔｅｌｆｅｒ  Ａ、およびＢａｒｂｅｒ  Ｊ（１９９３）２−ｃｏｕｐｌｅｄ  β−ｃａｒｏｔｅｎｅ  ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  ｐｒｏｔｅｃｔ  Ｐ６８０  ｆｒｏｍ  ｐｈｏｔｏｄａｍａｇｅ  ｉｎ  ｉｓｏｌａｔｅｄ  ＰＳ  ＩＩ  ｒｅａｃｔｉｏｎ  ｃｅｎｔｅｒｓ．Ｂｉｏｃｈｉｍ．Ｂｉｏｐｈｙｓ．Ａｃｔａ  １１４２：１５５〜１６４］、そしてこのことは、ＰＳ  ＩＩのＤ１サブユニットの分解に対する保護に関連し得る［以下を参照のこと：Ｓａｎｄｍａｎｎ  Ｇ（１９９３）Ｇｅｎｅｓ  ａｎｄ  ｅｎｚｙｍｅｓ  ｉｎｖｏｌｖｅｄ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｄｅｓａｔｕｒａｔｉｏｎ  ｒｅａｃｔｉｏｎｓ  ｆｒｏｍ  ｐｈｙｔｏｅｎｅ  ｔｏ  ｌｙｃｏｐｅｎｅ．（抄録），第１０回国際カロチノイドシンポジウム、トロンヘイム  ＣＬ１−２］。高度に精製された、好熱性藍色細菌Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｕｓ  ｓｐ．の酸素発生ＰＳＩＩ複合体の集光性色素は、５０個のクロロフィルａおよび７個のβカロチン分子からなるのであって、キサントフィル分子からなるのではない［以下を参照のこと：Ｏｈｎｏ  Ｔ、Ｓａｔｏｈ  Ｋ、およびＫａｔｏｈ  Ｓ（１９８６）Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｏｆ  ｐｕｒｉｆｉｅｄ  ｏｘｙｇｅｎ−ｅｖｏｌｖｉｎｇ  ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ  ｆｒｏｍ  ｔｈｅ  ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｉｃ  ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ  Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．Ｂｉｏｃｈｉｍ  Ｂｉｏｐｈｙｓ  Ａｃｔａ  ８５２：１〜８］。βカロチンは、緑藻類における活性なＰＳ  ＩＩの構築において役割を果たすことが示されている［以下を参照のこと：Ｈｕｍｂｅｃｋ  Ｋ、Ｒｏｍｅｒ  Ｓ、およびＳｅｎｇｅｒ  Ｈ（１９８９）Ｅｖｉｄｅｎｃｅ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌ  ｒｏｌｅ  ｏｆ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  ａｓｓｅｍｂｌｙ  ｏｆ  ａｎ  ａｃｔｉｖｅ  ＰＳ  ＩＩ．Ｐｌａｎｔａ  １７９：２４２〜２５０］。
【０００７】
Ｐｈｏｒｍｉｄｉｕｍ  ｌｕｒｉｄｕｍ由来のＰＳ  Ｉの単離された複合体（Ｐ７００あたり４０個のクロロフィルを含む）は、平均１．３分子のβカロチンを含んだ［以下を参照のこと：Ｔｈｏｒｎｂｅｒ  ＪＰ、Ａｌｂｅｒｔｅ  ＲＳ、Ｈｕｎｔｅｒ  ＦＡ、Ｓｈｉｏｚａｗａ  ＪＡ、およびＫａｎ  ＫＳ（１９７６）Ｔｈｅ  ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｐｌａｎｔ  ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ｕｎｉｔ．Ｂｒｏｏｋｈａｖｅｎ  Ｓｙｍｐ  Ｂｉｏｌｏｇｙ  ２８：１３２〜１４８］。ｐ７００あたり、１３０±５分子のアンテナクロロフィルを含む、Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．株  ＰＣＣ６３０１由来のＰＳ  Ｉ粒子の調製において、１６分子のカロチノイドが検出された［以下を参照のこと：Ｌｕｎｄｅｌｌ  ＤＪ、Ｇｌａｚｅｒ  ＡＮ、Ｍｅｌｉｓ  Ａ、およびＭａｌｋｉｎ  Ｒ（１９８５）Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａｌ  ｐｈｏｔｏｓｙｓｔｅｍ  Ｉ  ｃｏｍｐｌｅｘ．Ｊ  Ｂｉｏｌ  Ｃｈｅｍ  ２６０：６４６〜６５４］。βカロチン、およびキサントフィルクリプトキサンチン、およびイソクリプトキサンチンの実質的な含量が、好熱性藍色細菌Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ  ｅｌｏｎｇａｔｕｓのＰＳ  Ｉ色素−タンパク質複合体において検出された［以下を参照のこと：Ｃｏｕｆａｌ  Ｊ，Ｈｌａｎｄｉｋ  Ｊ、およびＳｏｆｒｏｖａ  Ｄ（１９８９）Ｔｈｅ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｃｏｎｔｅｎｔ  ｏｆ  ｐｈｏｔｏｓｙｓｔｅｍ  １  ｐｉｇｍｅｎｔ−ｐｒｏｔｅｉｎ  ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ  Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ  ｅｌｏｎｇａｔｕｓ．Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃａ  ２３：６０３〜６１６］。４つのポリペプチド（６２ｋＤａ、６０ｋＤａ、１４ｋＤａ、および１０ｋＤａ）からなる、好熱性藍色細菌Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．由来のＰＳ  Ｉのサブユニットのタンパク質複合体構造は、Ｐ７００あたり約１０個のβカロチンを含んだ［以下を参照のこと：Ｔａｋａｈａｓｈｉ  Ｙ、Ｈｉｒｏｔａ  Ｋ、およびＫａｔｏｈ  Ｓ（１９８５）Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｆｏｒｍｓ  ｏｆ  Ｐ７００−ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ  ａ−ｐｒｏｔｅｉｎ  ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ  ｆｒｏｍ  Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．：ｔｈｅ  ｉｒｏｎ，ｑｕｉｎｏｎｅ  ａｎｄ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｃｏｎｔｅｎｔｓ．Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈ  Ｒｅｓ  ６：１８３〜１９２］。このカロチノイドは、機能的、かつアンテナのクロロフィルａを担持する大型ポリペプチドに排他的に結合される。これらの複合体の蛍光励起スペクトルによって、βカロチンが、ＰＳ  Ｉについての有効なアンテナとして働くことが示唆された。
【０００８】
述べたとおり、カロチノイドのさらなる本質的な機能は、クロロフィルの励起された三重項状態によって生じる、光合成器官における光酸化過程に対して保護することである。９個以上の炭素間二重結合のπ電子共役を有するカロチノイド分子は、クロロフィルからの三重項状態のエネルギーを吸収して、これによって有害な一重項状態の酸素ラジカルの形成を防止することができる。Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．においては、カロチノイドの三重項状態は、閉鎖したＰＳ  ＩＩ中心でモニターされて、その約２５ナノ秒の上昇反応速度論は、アンテナにおけるクロロフィル三重項からのエネルギー移動に起因する［以下を参照のこと：Ｓｃｈｌｏｄｄｅｒ  Ｅ、およびＢｒｅｔｔｅｌ  Ｋ（１９８８）Ｐｒｉｍａｒｙ  ｃｈａｒｇｅ  ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｃｌｏｓｅｄ  ｐｈｏｔｏｓｙｓｔｅｍ  ＩＩ  ｗｉｔｈ  ａ  ｌｉｆｅｔｉｍｅ  ｏｆ  １１  ｎａｎｏｓｅｃｏｎｄｓ．Ｆｌａｓｈ−ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ  ｗｉｔｈ  ｏｘｙｇｅｎ−ｅｖｏｌｖｉｎｇ  ｐｈｏｔｏｓｙｓｔｅｍ  ＩＩ  ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ  ｆｒｏｍ  Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ．Ｂｉｏｃｈｉｍ  Ｂｉｏｐｈｙｓ  Ａｃｔａ  ９３３：２２〜３４］。このプロセス（ラジカル対形成の収率に比べて低い収率を有する）が、過剰励起に起因する障害からクロロフィルを保護するのに役割を果たすということが考えられる。
【０００９】
インビボにおけるカロチノイドの保護的な役割は、酸素による光合成を実施する全ての生物体においてカロチノイド生合成を阻害する、ノルフルラゾンのような白化型除草剤の使用を通じて解明されている［以下によって概説されている：Ｓａｎｄｍａｎｎ  Ｇ、およびＢｏｇｅｒ  Ｐ（１９８９）Ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ  ｏｆ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｂｙ  ｈｅｒｂｉｃｉｄｅｓ．Ｉｎ：Ｂｏｇｅｒ  Ｐ、およびＳａｎｄｍａｎｎ  Ｇ（編）Ｔａｒｇｅｔ  Ｓｉｔｅｓ  ｏｆ  Ｈｅｒｂｉｃｉｄｅ  Ａｃｔｉｏｎ，２５〜４４頁、ＣＲＣ  Ｐｒｅｓｓ，Ｂｏｃａ  Ｒａｔｏｎ，Ｆｌｏｒｉｄａ］。明野におけるノルフルラゾンを用いた処理は、カロチノイドおよびクロロフィルの両方のレベルの低下をもたらすが、暗野においては、クロロフィルレベルは影響されない。ピリジノン除草剤、フッ化物で処理したＯｓｃｉｌｌａｔｏｒｉａ  ａｇａｒｄｈｉｉの細胞における光合成効率の阻害は、ミクソキサントフィル、ゼアキサンチン、およびβカロチンの相対的な量の減少に起因しており、これが、次に、クロロフィル分子の光酸化を生じた［以下を参照のこと：Ｃａｎｔｏ  ｄｅ  Ｌｏｕｒａ  Ｉ、Ｄｕｂａｃｑ  ＪＰ、およびＴｈｏｍａｓ  ＪＣ（１９８７）Ｔｈｅ  ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｆ  ｎｉｔｒｏｇｅｎ  ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｏｎ  ｐｉｇｍｅｎｔｓ  ａｎｄ  ｌｉｐｉｄｓ  ｏｆ  ｃｉａｎｏｂａｃｔｅｒｉａ．Ｐｌａｎｔ  Ｐｈｙｓｉｏｌ  ８３：８３８〜８４３］。
【００１０】
ゼアキサンチンが分散される必要がある植物において、非発光性の様式で、アンテナクロロフィルの過剰な励起エネルギーが実証されている［以下を参照のこと：Ｄｅｍｍｉｇ−Ａｄａｍｓ  Ｂ（１９９０）Ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ  ａｎｄ  ｐｈｏｔｏｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  ｉｎ  ｐｌａｎｔｓ：ａ  ｒｏｌｅ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ｘａｎｔｈｏｐｈｙｌｌ  ｚｅａｘａｎｔｈｉｎ．Ｂｉｏｃｈｉｍ  Ｂｉｏｐｈｙｓ  Ａｃｔａ  １０２０：１〜２４；ならびに、Ｄｅｍｍｉｇ−Ａｄａｍｓ  Ｂ、およびＡｄａｍｓ  ＷＷ  ＩＩＩ（１９９０）Ｔｈｅ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｚｅａｘａｎｔｈｉｎ  ａｎｄ  ｈｉｇｈ−ｅｎｅｒｇｙ−ｓｔａｔｅ  ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ  ｏｆ  ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ．Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈ  Ｒｅｓ  ２５：１８７〜１９７］。藻類および植物において、ゼアキサンチンを生成するビオラキサンチンの光誘導性深部酸化は、光保護過程に関連する［以下によって概説される：Ｄｅｍｍｉｇ−Ａｄａｍｓ  Ｂ、およびＡｄａｍｓ  ＷＷ  ＩＩＩ（１９９２）Ｐｈｏｔｏｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｏｔｈｅｒ  ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ  ｏｆ  ｐｌａｎｔｓ  ｔｏ  ｈｉｇｈ  ｌｉｇｈｔ  ｓｔｒｅｓｓ．Ａｎｎ  Ｒｅｖ  Ｐｌａｎｔ  Ｐｈｙｓｉｏｌ  Ｐｌａｎｔ  Ｍｏｌ  Ｂｉｏｌ  ４３：５９９〜６２６］。ビオラキサンチンの光誘導性深部酸化および逆反応（暗野で生じる）は、「キサントフィルサイクル」として公知である［以下を参照のこと：Ｄｅｍｍｉｇ−Ａｄａｍｓ  Ｂ、およびＡｄａｍｓ  ＷＷ  ＩＩＩ（１９９２）Ｐｈｏｔｏｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｏｔｈｅｒ  ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ  ｏｆ  ｐｌａｎｔｓ  ｔｏ  ｈｉｇｈ  ｌｉｇｈｔ  ｓｔｒｅｓｓ．Ａｎｎ  Ｒｅｖ  Ｐｌａｎｔ  Ｐｈｙｓｉｏｌ  Ｐｌａｎｔ  Ｍｏｌ  Ｂｉｏｌ  ４３：５９９〜６２６］。藍色細菌地衣類（いかなるゼアキサンチンも含まず、おそらく放射エネルギーを散逸できない）は、高い光強度に敏感である；藻類地衣類（ゼアキサンチンを含む）は、高い光ストレスに対して、より耐性である［以下を参照のこと：Ｄｅｍｍｉｇ−Ａｄａｍｓ  Ｂ，Ａｄａｍｓ  ＷＷ  ＩＩＩ，Ｇｒｅｅｎ  ＴＧＡ，Ｃｚｙｇａｎ  ＦＣ  ａｎｄ  Ｌａｎｇｅ  ＯＬ（１９９０）Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ  ｔｏ  ｌｉｇｈｔ  ｓｔｒｅｓｓ  ｉｎ  ｔｗｏ  ｌｉｃｈｅｎｓ  ｆｏｒｍｉｎｇ  ａ  ｐｈｙｃｏｓｙｍｂｉｏｄｅｍｅ，ｏｎｅ  ｐａｒｔｎｅｒ  ｐｏｓｓｅｓｓｉｎｇ  ａｎｄ  ｏｎｅ  ｌａｃｋｉｎｇ  ｔｈｅ  ｘａｎｔｈｏｐｈｙｌｌ  ｃｙｃｌｅ．Ｏｅｃｏｌｏｇｉａ  ８４：４５１〜４５６；Ｄｅｍｍｉｇ−Ａｄａｍｓ  Ｂ、およびＡｄａｍｓ  ＷＷ  ＩＩＩ（１９９３）Ｔｈｅ  ｘａｎｔｈｏｐｈｙｌｌ  ｃｙｃｌｅ，ｐｒｏｔｅｉｎ  ｔｕｒｎｏｖｅｒ，ａｎｄ  ｔｈｅ  ｈｉｇｈ  ｌｉｇｈｔ  ｔｏｌｅｒａｎｃｅ  ｏｆ  ｓｕｎ−ａｃｃｌｉｍａｔｅｄ  ｌｅａｖｅｓ．Ｐｌａｎｔ  Ｐｈｙｓｉｏｌ  １０３：１４１３〜１４２０；ならびに、Ｄｅｍｍｉｇ−Ａｄａｍｓ  Ｂ（１９９０）Ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ  ａｎｄ  ｐｈｏｔｏｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  ｉｎ  ｐｌａｎｔｓ：ａ  ｒｏｌｅ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ｘａｎｔｈｏｐｈｙｌｌ  ｚｅａｘａｎｔｈｉｎ．Ｂｉｏｃｈｉ���  Ｂｉｏｐｈｙｓ  Ａｃｔａ  １０２０：１〜２４］。藻類および植物と比べて、藍色細菌は、キサントフィルサイクルを有さない。しかし、それらは、豊富な量のゼアキサンチン、および他のキサントフィルを含み、これが、クロロフィルの光保護を支持し得る。
【００１１】
他の機能のいくつかは、カロチノイドに帰せられている。近紫外線（ＵＶ）照射によって生じた損傷種に対して、カロチノイドが保護する可能性は、藍色細菌であるＧｌｏｅｎｃａｐｓａ  ａｌｐｉｃｏｌａのＵＶ耐性変異体におけるβカロチンの蓄積を描写する結果によって示唆される［以下を参照のこと、Ｂｕｃｋｌｅｙ  ＣＥ、およびＨｏｕｇｈｔｏｎ  ＪＡ（１９７６）Ａ  ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｆ  ｎｅａｒ  ＵＶ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｐｉｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｂｌｕｅ−ｇｒｅｅｎ  ａｌｇａ  Ｇｌｏｅｏｃａｐｓａ  ａｌｐｉｃｏｌａ．Ａｒｃｈ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ  １０７：９３〜９７］。このことは、カロチノイドを生成するＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ細胞において、より洗練されて実証されている［以下を参照のこと：Ｔｕｖｅｓｏｎ  ＲＷ、およびＳａｎｄｍａｎｎ  Ｇ（１９９３）Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  ｂｙ  ｃｌｏｎｅｄ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｇｅｎｅｓ  ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ  ｉｎ  Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ  ａｇａｉｎｓｔ  ｐｈｏｔｏｔｏｘｉｃ  ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  ａｃｔｉｖａｔｅｄ  ｂｙ  ｎｅａｒ−ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  ｌｉｇｈｔ．Ｍｅｔｈ  Ｅｎｚｙｍｏｌ  ２１４：３２３〜３３０］。酸素ラジカル種をクエンチする能力に起因して、カロチノイドは有効な抗酸化剤（酸化防止剤）であり、それによって、酸化的障害から細胞を保護する。カロチノイドのこの機能は、事実上全ての生物体において重要である［以下を参照のこと：Ｋｒｉｎｓｋｙ  ＮＩ（１９８９）Ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ  ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ  ｏｆ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ．Ｆｒｅｅ  Ｒａｄｉｃａｌ  Ｂｉｏｌ  Ｍｅｄ  ７：［６１７〜６３５］；ならびにＰａｌｏｚｚａ  ＰおよびＫｒｉｎｓｋｙ  ＮＩ（１９９２）Ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ  ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｆ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ  ｉｎ  ｖｉｖｏ  ａｎｄ  ｉｎ  ｖｉｔｒｏ−ａｎ  ｏｖｅｒｖｉｅｗ．Ｍｅｔｈ  Ｅｎｚｙｍｏｌ  ２１３：４０３〜４２０］。他の細胞機能は、たとえ間接的であっても、カロチノイドによって影響され得る。
【００１２】
花卉および果実において、カロチノイドは、花粉媒介者および種子の伝播者の誘引を容易にする。この後者の局面は、農業に非常に関連する。果実および花卉における色素沈着のタイプおよび程度は、多くの作物のうちでもとりわけ最も重要な特性である。これが、重要であるのは、これらの産物の色はしばしば、消費者に対するその魅力を決定し、従ってその市場価値を増大させることができるからである。
【００１３】
カロチノイドは、食品産業において、着色剤として重要な商業的用途を有する。なぜなら、それらは、毒性がないからである［以下を参照のこと：Ｂａｕｅｒｎｆｅｉｎｄ  ＪＣ（１９８１）Ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ  ａｓ  ｃｏｌｏｒａｎｔｓ  ａｎｄ  ｖｉｔａｍｉｎ  Ａ  ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓ．Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ，Ｌｏｎｄｏｎ］。トマトの実の赤い色は、有色体において、果実の熟成の間に蓄積するリコピンによって得られる。トマト抽出物は、高い含量のリコピン（乾燥重量で８０％を超える）を含み、食品着色料としての産業上の用途のために世界中で商業的に生産される。さらに、魚および鳥類の肉、羽または卵は、与えられた食餌のカロチノイドの色を前提としており、従ってカロチノイドは、家禽のため、および水産養殖における食餌性添加物中に頻繁に用いられる。特定の藍色細菌種、例えば、Ｓｐｉｒｕｌｉｎａ  ｓｐ．［以下を参照のこと：Ｓｏｍｍｅｒ  ＴＲ、Ｐｏｔｔｓ  ＷＴ、およびＭｏｒｒｉｓｓｙ  ＮＭ（１９９０）Ｒｅｃｅｎｔ  ｐｒｏｇｒｅｓｓ  ｉｎ  ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ  ｍｉｃｒｏａｌｇａｅ  ｉｎ  ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ．Ｈｙｄｒｏｂｉｏｌｏｇｉａ  ２０４／２０５：４３５〜４４３］は、動物およびヒトの食品栄養補充物の生成のために水産養殖において繁殖される。結果的に、これらの藍色細菌種におけるカロチノイド、主にβカロチンの含量は、生物工学において重要な商業的意味を有する。
【００１４】
ほとんどのカロチノイドは、８個のＣ５イソプレノイド単位から構築されたＣ４０炭化水素骨格から構成されており、一連の共役二重結合を含む。カロチンは、酸素原子を含まず、１または２個の末端環を含む線形または環状のいずれかの分子である。キサントフィルは、カロチンの酸素化誘導体である。種々のグリコシル化カロチノイドおよびカロチノイドエステルが同定されている。Ｃ４０骨格は、さらに伸長されて、Ｃ４５もしくはＣ５０のカロチノイドが得られてもよいし、または短縮されてアポカロチノイドが得られてもよい。いくつかの非光合成細菌はまた、Ｃ３０カロチノイドを合成する。カロチノイドについての一般的な背景は、以下から理解できる：Ｇｏｏｄｗｉｎ  ＴＷ（１９８０）Ｔｈｅ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ，第１巻，第２版、Ｃｈａｐｍａｎ、およびＨａｌｌ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ；ならびにＧｏｏｄｗｉｎ  ＴＷ  ａｎｄ  Ｂｒｉｔｔｏｎ  Ｇ（１９８８）Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ａｎｄ  ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ．Ｉｎ：Ｇｏｏｄｗｉｎ  ＴＷ（編）Ｐｌａｎｔ  Ｐｉｇｍｅｎｔｓ，６２〜１３２頁．Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ。
【００１５】
６４０を超える異なる天然に存在するカロチノイドが、現在までに特徴付けられており、従って、カロチノイドは、微生物、真菌、藻類、植物、および動物において見出される黄色、橙色、および赤色の種々の色合いのほとんどの原因である。カロチノイドは、全ての光合成生物体、ならびにいくつかの非光合成細菌および真菌によって合成されるが、それらはまた、摂食によって、動物界全体に広範に分布される。
【００１６】
カロチノイドは、光合成生物およびいくつかの微生物においてのみ、イソプレノイド前駆体から新しく合成され、それらは、代表的には、光合成膜、細胞膜、および細胞壁において、タンパク質複合体に蓄積する。
【００１７】
βカロチンの生合成経路において、４つの酵素が、中央イソプレノイド経路のゲラニルゲラニルピロリン酸をβカロチンに変換する。カロチノイドは、一般的なイソプレノイド生合成経路から生成される。この経路は、数十年間にわたって公知であったが、つい最近、そして主に遺伝生物学および分子生物学の使用によって、カロチノイド生物発生に関与する分子機構のいくつかが解明されてきた。これは、フィトエンをカロチンおよびキサントフィルに転化するのに関与する酵素のほとんどが不安定な膜会合タンパク質であり、可溶化の際に活性を失うという事実に起因する［以下を参照のこと：Ｂｅｙｅｒ  Ｐ、Ｗｅｉｓｓ  Ｇ、およびＫｌｅｉｎｉｇ  Ｈ（１９８５）Ｓｏｌｕｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｒｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｍｅｍｂｒａｎｅ−ｂｏｕｎｄ  ｃａｒｏｔｅｎｏｇｅｎｉｃ  ｅｎｚｙｍｅｓ  ｆｒｏｍ  ｄａｆｆｏｄｉｌｅ  ｃｈｒｏｍｏｐｌａｓｔｓ．Ｅｕｒ  Ｊ  Ｂｉｏｃｈｅｍ  １５３：３４１〜３４６；ならびにＢｒａｍｌｅｙ  ＰＭ（１９８５）Ｔｈｅ  ｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｏｆ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ．Ａｄｖ  Ｌｉｐｉｄ  Ｒｅｓ  ２１：２４３〜２７９］。
【００１８】
カロチノイドは、イソプレノイド前駆体から合成される。イソプレノイド生合成の中央経路が開始するときは、アセチルＣｏＡをメバロン酸に転化することを伴うと見なされ得る。Ｄ３−イソペンテニルピロリン酸（ＩＰＰ）（Ｃ５分子）は、メバロン酸塩から形成され、これは、全ての長鎖イソプレノイドについての基礎単位である。ＩＰＰのジメチルアリルピロリン酸（ＤＭＡＰＰ）への異性化後、ＩＰＰの３つのさらなる分子が合わされて、Ｃ２０分子であるゲラニルゲラニルピロリン酸（ＧＧＰＰ）を生じる。これらの１’−４縮合反応は、プレニルトランスフェラーゼによって触媒される［以下を参照のこと：Ｋｌｅｉｎｉｇ  Ｈ（１９８９）Ｔｈｅ  ｒｏｌｅ  ｏｆ  ｐｌａｓｔｉｄｓ  ｉｎ  ｉｓｏｐｒｅｎｏｉｄ  ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ．Ａｎｎ  Ｒｅｖ  Ｐｌａｎｔ  Ｐｈｙｓｉｏｌ  Ｐｌａｎｔ  Ｍｏｌ  Ｂｉｏｌ  ４０：３９〜５９］。植物においては、同じ酵素であるＧＧＰＰシンターゼが、ＤＭＡＰＰからＧＧＰＰへの全ての反応を実行するという証拠が存在する［以下を参照のこと：Ｄｏｇｂｏ  Ｏ、およびＣａｍａｒａ  Ｂ（１９８７）Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｉｓｏｐｅｎｔｅｎｙｌ  ｐｙｒｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ  ｉｓｏｍｅｒａｓｅ  ａｎｄ  ｇｅｒａｎｙｌｇｅｒａｎｙｌ  ｐｙｒｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ  ｓｙｎｔｈａｓｅ  ｆｒｏｍ  Ｃａｐｓｉｃｕｍ  ｃｈｒｏｍｏｐｌａｓｔｓ  ｂｙ  ａｆｆｉｎｉｔｙ  ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ．Ｂｉｏｃｈｉｍ  Ｂｉｏｐｈｙｓ  Ａｃｔａ  ９２０：１４０〜１４８；ならびに、Ｌａｆｅｒｒｉｅｒｅ  Ａ、およびＢｅｙｅｒ  Ｐ（１９９１）Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｇｅｒａｎｙｌｇｅｒａｎｙｌ  ｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ  ｓｙｎｔｈａｓｅ  ｆｒｏｍ  Ｓｉｎａｐｉｓ  ａｌｂａ  ｅｔｉｏｐｌａｓｔｓ．Ｂｉｏｃｈｉｍ  Ｂｉｏｐｈｙｓ  Ａｃｔａ  ２１６：１５６〜１６３］。
【００１９】
カロチノイド合成に特異的な第一の工程は、プレフィトエンピロリン酸（ＰＰＰＰ）を生成するためのＧＧＰＰの２つの分子の頭−頭縮合である。ピロリン酸の除去後、ＧＧＰＰを、１５−ｃｉｓ−フィトエン（無色のＣ４０炭化水素分子）に転化する。この２段階反応は、藍色細菌および植物の両方において、単一の遺伝子（ｃｒｔＢ）によってコードされる酵素である、可溶性酵素、フィトエンシンターゼによって触媒される［以下を参照のこと：Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ  Ｄ、Ｍｉｓａｗａ  Ｎ、Ｓａｎｄｍａｎｎ  Ｇ、およびＨｉｒｓｃｈｂｅｒｇ  Ｊ（１９９２）Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｃｌｏｎｉｎｇ  ａｎｄ  ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｉｎ  Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ  ｏｆ  ａ  ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａｌ  ｇｅｎｅ  ｃｏｄｉｎｇ  ｆｏｒ  ｐｈｙｔｏｅｎｅ  ｓｙｎｔｈａｓｅ，ａ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｅｎｚｙｍｅ．ＦＥＢＳ  Ｌｅｔｔ  ２９６：３０５〜３１０；Ｒａｙ  ＪＡ、Ｂｉｒｄ  ＣＲ、Ｍａｕｎｄｅｒｓ  Ｍ、Ｇｒｉｅｒｓｏｎ  Ｄ、およびＳｃｈｕｃｈ  Ｗ（１９８７）Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  ｏｆ  ｐＴＯＭ５，ａ  ｒｉｐｅｎｉｎｇ  ｒｅｌａｔｅｄ  ｃＤＮＡ  ｆｒｏｍ  ｔｏｍａｔｏ．Ｎｕｃｌ  Ａｃｉｄｓ  Ｒｅｓ  １５：１０５８７〜１０５８８；Ｃａｍａｒａ  Ｂ（１９９３）Ｐｌａｎｔ  ｐｈｙｔｏｅｎｅ  ｓｙｎｔｈａｓｅ  ｃｏｍｐｌｅｘ−ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ３  ｅｎｚｙｍｅｓ，ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄ  ｂｉｏｇｅｎｅｓｉｓ．Ｍｅｔｈ  Ｅｎｚｙｍｏｌ  ２１４：３５２〜３６５］。この経路における引き続く段階の全てが、膜において起こる。４つの不飽和化（脱水素）反応が、フィトエンを、フィトフルエン、ζ−カロチン、およびニューロスポレンを介してリコピンに転化する。各々の不飽和化が、共役した二重結合の数を２つまで増大し、その結果、共役した二重結合の数は、フィトエンでの３つから、リコピンでの１１まで増大する。
【００２０】
フィトエンの酵素的脱水素の分子機構については比較的わずかしか公知ではない［以下を参照のこと：Ｊｏｎｅｓ  ＢＬ、およびＰｏｒｔｅｒ  ＪＷ（１９８６）Ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｏｆ  ｃａｒｏｔｅｎｅｓ  ｉｎ  ｈｉｇｈｅｒ  ｐｌａｎｔｓ．ＣＲＣ  Ｃｒｉｔ  Ｒｅｖ  Ｐｌａｎｔ  Ｓｃｉ  ３：２９５〜３２４；ならびに、Ｂｅｙｅｒ  Ｐ，Ｍａｙｅｒ  Ｍ、およびＫｌｅｉｎｉｎｇ  Ｈ（１９８９）Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｘｙｇｅｎ  ａｎｄ  ｔｈｅ  ｓｔａｔｅ  ｏｆ  ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ  ｉｏｓｏｍｅｒｉｓｍ  ｏｆ  ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓ  ａｒｅ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｃａｒｏｔｅｎｅ  ｄｅｓａｔｕｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｃｙｃｌｉｚａｔｉｏｎ  ｒｅａｃｔｉｏｎｓ  ｉｎ  ｄａｆｆｏｄｉｌ  ｃｈｒｏｍｏｐｌａｓｔｓ．Ｅｕｒ  Ｊ  Ｂｉｏｃｈｅｍ  １８４：１４１〜１５０］。藍色細菌、藻類、および植物においては、最初の２つの不飽和化（１５−ｃｉｓ−フィトエンからζカロチン）は、単一の膜結合酵素であるフィトエンデサチュラーゼによって触媒されることが確認されている［以下を参照のこと：Ｊｏｎｅｓ  ＢＬ  ａｎｄ  Ｐｏｒｔｅｒ  ＪＷ（１９８６）Ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｏｆ  ｃａｒｏｔｅｎｅｓ  ｉｎ  ｈｉｇｈｅｒ  ｐｌａｎｔｓ．ＣＲＣ  Ｃｒｉｔ  Ｒｅｖ  Ｐｌａｎｔ  Ｓｃｉ  ３：２９５〜３２４；ならびに、Ｂｅｙｅｒ  Ｐ、Ｍａｙｅｒ  Ｍ、およびＫｌｅｉｎｉｇ  Ｈ（１９８９）Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｘｙｇｅｎ  ａｎｄ  ｔｈｅ  ｓｔａｔｅ  ｏｆ  ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ  ｉｏｓｏｍｅｒｉｓｍ  ｏｆ  ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓ  ａｒｅ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｃａｒｏｔｅｎｅ  ｄｅｓａｔｕｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｃｙｃｌｉｚａｔｉｏｎ  ｒｅａｃｔｉｏｎｓ  ｉｎ  ｄａｆｆｏｄｉｌ  ｃｈｒｏｍｏｐｌａｓｔｓ．Ｅｕｒ  Ｊ  Ｂｉｏｃｈｅｍ  １８４：１４１〜１５０］。ζカロチン産物は、ほとんどがａｌｌ−ｔｒａｎｓ構造であるので、ｃｉｓ−ｔｒａｎｓ異性化は、この不飽和化段階において推定される。藍色細菌におけるフィトエンデサチュラーゼポリペプチドの一次構造は、藻類および植物の一次構造に対して保存されている（同一な残基が６５％を上回る）［以下を参照のこと：Ｐｅｃｋｅｒ  Ｉ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ  Ｄ、Ｌｉｎｄｅｎ  Ｈ、Ｓａｎｄｍａｎｎ  Ｇ、およびＨｉｒｓｃｈｂｅｒｇ  Ｊ（１９９２）Ａ  ｓｉｎｇｌｅ  ｐｏｌｙｐｅｐｔｉｄｅ  ｃａｔａｌｙｚｉｎｇ  ｔｈｅ  ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ  ｏｆ  ｐｈｙｔｏｅｎｅ  ｔｏ  ζ−ｃａｒｏｔｅｎｅ  ｉｓ  ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌｌｙ  ｒｅｇｕｌａｔｅｄ  ｄｕｒｉｎｇ  ｔｏｍａｔｏ  ｆｒｕｉｔ  ｒｉｐｅｎｉｎｇ．Ｐｒｏｃ  Ｎａｔｌ  Ａｃａｄ  Ｓｃｉ  ＵＳＡ  ８９：４９６２〜４９６６；Ｐｅｃｋｅｒ  Ｉ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ  Ｄ、Ｍａｎｎ  Ｖ、Ｓａｎｄｍａｎｎ  Ｇ、Ｂｏｇｅｒ  Ｐ、およびＨｉｒｓｃｈｂｅｒｇ  Ｊ（１９９３）Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｉｎ  ｐｌａｎｔｓ：ｔｈｅ  ｐｈｙｔｏｅｎｅ  ｄｅｓａｔｕｒａｓｅ  ｇｅｎｅ  ｉｎ  ｔｏｍａｔｏ．Ｉｎ：Ｍｕｒａｔａ  Ｎ（編）Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ｉｎ  Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，第３巻，１１〜１８頁．Ｋｌｕｗｅｒ，Ｄｏｒｄｒｅｃｔｈｔ］。さらに、同じインヒビターが、２つの系においてフィトエンデサチュラーゼをブロックする［以下を参照のこと：Ｓａｎｄｍａｎｎ  Ｇ、およびＢｏｇｅｒ  Ｐ（１９８９）Ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ  ｏｆ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｂｙ  ｈｅｒｂｉｃｉｄｅｓ．Ｉｎ：Ｂｏｇｅｒ  Ｐ、およびＳａｎｄｍａｎｎ  Ｇ（編）Ｔａｒｇｅｔ  Ｓｉｔｅｓ  ｏｆ  Ｈｅｒｂｉｃｉｄｅ  Ａｃｔｉｏｎ，２５〜４４頁．ＣＲＣ  Ｐｒｅｓｓ，Ｂｏｃａ  Ｒａｔｏｎ，Ｆｌｏｒｉｄａ］。結果的に、藍色細菌および植物において、フィトエンおよびフィトフルエンの不飽和化を触媒する酵素は、同様の生化学的特性および分子特性（他の微生物におけるフィトエンデサチュラーゼ（不飽和化酵素）の特性とは別個である）を有するという可能性が極めて高い。このような相違の１つは、Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ  ｃａｐｓｕｌａｔｕｓ、Ｅｒｗｉｎｉａ  ｓｐ．または真菌由来のフィトエンデサチュラーゼ（不飽和化酵素）が、フィトエンを、それぞれニューロスポレン、リコピン、または３，４−デヒドロリコピンに転化するということである。
【００２１】
ラッパスイセン有色体における［以下を参照のこと：Ｂｅｙｅｒ  Ｐ、Ｍａｙｅｒ  Ｍ、およびＫｌｅｉｎｉｇ  Ｈ（１９８９）Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｘｙｇｅｎ  ａｎｄ  ｔｈｅ  ｓｔａｔｅ  ｏｆ  ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ  ｉｏｓｏｍｅｒｉｓｍ  ｏｆ  ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓ  ａｒｅ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｃａｒｏｔｅｎｅ  ｄｅｓａｔｕｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｃｙｃｌｉｚａｔｉｏｎ  ｒｅａｃｔｉｏｎｓ  ｉｎ  ｄａｆｆｏｄｉｌ  ｃｈｒｏｍｏｐｌａｓｔｓ．Ｅｕｒ  Ｊ  Ｂｉｏｃｈｅｍ  １８４：１４１〜１５０］、およびＳｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．株ＰＣＣ  ７９４２の無細胞系における［以下を参照のこと：Ｓａｎｄｍａｎｎ  Ｇ  ａｎｄ  Ｋｏｗａｌｃｚｙｋ  Ｓ（１９８９）Ｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ｃａｒｏｔｅｎｏｇｅｎｅｓｉｓ  ａｎｄ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｐｈｙｔｏｅｎｅ  ｄｅｓａｔｕｒａｓｅ  ｒｅａｃｔｉｏｎ  ｉｎ  Ａｎａｃｙｓｔｉｓ．Ｂｉｏｃｈｅｍ  Ｂｉｏｐｈｙｓ  Ｒｅｓ  Ｃｏｍ  １６３：９１６〜９２１］、フィトエンの不飽和化は、潜在的な最終電子受容体としての分子酸素に依存するが、酸素は、この反応に直接は関与しない。デヒドロゲナーゼ電子トランスフェラーゼの機構は、デヒドロゲナーゼ−モノオキシゲナーゼの脱水素機構よりも藍色細菌中で支持された［以下を参照のこと：Ｓａｎｄｍａｎｎ  Ｇ、およびＫｏｗａｌｃｚｙｋ  Ｓ（１９８９）Ｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ｃａｒｏｔｅｎｏｇｅｎｅｓｉｓ  ａｎｄ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｐｈｙｔｏｅｎｅ  ｄｅｓａｔｕｒａｓｅ  ｒｅａｃｔｉｏｎ  ｉｎ  Ａｎａｃｙｓｔｉｓ．Ｂｉｏｃｈｅｍ  Ｂｉｏｐｈｙｓ  Ｒｅｓ  Ｃｏｍ  １６３：９１６〜９２１］。保存されたＦＡＤ−結合モチーフが、全てのフィトエンデサチュラーゼ（その一次構造は分析されている）に存在する［以下を参照のこと：Ｐｅｃｋｅｒ  Ｉ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ  Ｄ、Ｌｉｎｄｅｎ  Ｈ、Ｓａｎｄｍａｎｎ  Ｇ、およびＨｉｒｓｃｈｂｅｒｇ  Ｊ（１９９２）Ａ  ｓｉｎｇｌｅ  ｐｏｌｙｐｅｐｔｉｄｅ  ｃａｔａｌｙｚｉｎｇ  ｔｈｅ  ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ  ｏｆ  ｐｈｙｔｏｅｎｅ  ｔｏ  ζ−ｃａｒｏｔｅｎｅ  ｉｓ  ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌｌｙ  ｒｅｇｕｌａｔｅｄ  ｄｕｒｉｎｇ  ｔｏｍａｔｏ  ｆｒｕｉｔ  ｒｉｐｅｎｉｎｇ．Ｐｒｏｃ  Ｎａｔｌ  Ａｃａｄ  Ｓｃｉ  ＵＳＡ  ８９：４９６２〜４９６６；Ｐｅｃｋｅｒ  Ｉ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ  Ｄ、Ｍａｎｎ  Ｖ、Ｓａｎｄｍａｎｎ  Ｇ、Ｂｏｇｅｒ  Ｐ、およびＨｉｒｓｃｈｂｅｒｇ  Ｊ（１９９３）Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｉｎ  ｐｌａｎｔｓ：ｔｈｅ  ｐｈｙｔｏｅｎｅ  ｄｅｓａｔｕｒａｓｅ  ｇｅｎｅ  ｉｎ  ｔｏｍａｔｏ．Ｉｎ：Ｍｕｒａｔａ  Ｎ（編）Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ｉｎ  Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，第３巻，１１〜１８頁．Ｋｌｕｗｅｒ，Ｄｏｒｄｒｅｃｔｈｔ］。トウガラシにおけるフィトエンデサチュラーゼ酵素は、タンパク質結合したＦＡＤを含むことが示された［以下を参照のこと：Ｈｕｇｕｅｎｅｙ  Ｐ、Ｒｏｍｅｒ  Ｓ、Ｋｕｎｔｚ  Ｍ、およびＣａｍａｒａ  Ｂ（１９９２）Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａ��ｉｏｎ  ａｎｄ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｃｌｏｎｉｎｇ  ｏｆ  ａ  ｆｌａｖｏｐｒｏｔｅｉｎ  ｃａｔａｌｙｚｉｎｇ  ｔｈｅ  ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｏｆ  ｐｈｙｔｏｆｌｕｅｎｅ  ａｎｄ  ζ−ｃａｒｏｔｅｎｅ  ｉｎ  Ｃａｐｓｉｃｕｍ  ｃｈｒｏｍｏｐｌａｓｔｓ．Ｅｕｒ  Ｊ  Ｂｉｏｃｈｅｍ  ２０９：３９９〜４０７］。フィトエンデサチュラーゼは、膜に位置するので、さらなる可溶性の酸化還元成分が予想される。この仮定上の成分は、示唆されるとおり、ＮＡＤ（Ｐ）＋［以下を参照のこと：Ｍａｙｅｒ  ＭＰ、Ｎｉｅｖｅｌｓｔｅｉｎ  Ｖ、およびＢｅｙｅｒ  Ｐ（１９９２）Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  ＮＡＤＰＨ  ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ｏｘｉｄｏｒｅｄｕｃｔａｓｅ  ｆｒｏｍ  ｃｈｒｏｍｏｐｌａｓｔｓ  ｏｆ  Ｎａｒｃｉｓｓｕｓ  Ｐｓｅｕｄｏｎａｒｃｉｓｓｕｓ−ａ  ｒｅｄｏｘ−ｍｅｄｉａｔｏｒ  ｐｏｓｓｉｂｌｙ  ｉｎｖｏｌｖｅｄ  ｉｎ  ｃａｒｏｔｅｎｅ  ｄｅｓａｔｕｒａｔｉｏｎ．Ｐｌａｎｔ  Ｐｈｙｓｉｏｌ  Ｂｉｏｃｈｅｍ  ３０：３８９〜３９８］、または別の電子および水素の担体（例えば、キノン）を使用し得る。Ｓｙｎｅｃｈｏｃｙｓｔｉｓ  ｓｐ．株ＰＣＣ  ６７１４、およびＡｎａｂａｅｎａ  ｖａｒｉａｂｉｌｉｓ株ＡＴＣＣ  ２９４１３におけるフィトエンデサチュラーゼの細胞位置は、特異的な抗体を用いて、主に（８５％）、光合成チラコイド膜であることが決定された［以下を参照のこと：Ｓｅｒｒａｎｏ  Ａ、Ｇｉｍｅｎｅｚ  Ｐ、Ｓｃｈｍｉｄｔ  Ａ、およびＳａｎｄｍａｎｎ  Ｇ（１９９０）Ｉｍｍｕｎｏｃｙｔｏｃｈｅｍｉｃａｌ  ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｐｈｙｔｏｅｎｅ  ｄｅｓａｔｕｒａｓｅ  ｉｎ  ｐｈｏｔｏａｕｔｏｔｒｏｐｈｉｃ  Ｐｒｏｋａｒｙｏｔｅｓ．Ｊ  Ｇｅｎ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ  １３６：２４６５〜２４６９］。
【００２２】
藍色細菌藻類および植物において、ζカロチンは、ニューロスポレンを介してリコピンに転化される。単一の酵素によって行われることが予測される、酵素的機構についてはほとんど未知である［以下を参照のこと：Ｌｉｎｄｅｎ  Ｈ、Ｖｉｏｑｕｅ  Ａ、およびＳａｎｄｍａｎｎ  Ｇ（１９９３）Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｇｅｎｅ  ｃｏｄｉｎｇ  ｆｏｒ  ζ−ｃａｒｏｔｅｎｅ  ｄｅｓａｔｕｒａｓｅ  ｆｒｏｍ  Ａｎａｂａｅｎａ  ＰＣＣ  ７１２０  ｂｙ  ｈｅｔｅｒｏｌｏｇｏｕｓ  Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ．ＦＥＭＳ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ  Ｌｅｔｔ  １０６：９９〜１０４］。Ａｎａｂａｅｎａ  ｓｐ．株ＰＣＣ  ７１２０におけるζカロチンデサチュラーゼの推定アミノ酸配列は、フィトエンデサチュラーゼにおいて見出されたモチーフと類似のジヌクレオチド結合モチーフを含む。
【００２３】
２つの環化反応が、リコピンをβカロチンに転化する。Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．株ＰＣＣ  ７９４２において［以下を参照のこと：Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍ  ＦＸ  Ｊｒ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ  Ｄ、Ｍｉｓａｗａ  Ｎ、Ｇａｎｔｔ  Ｅ、およびＨｉｒｓｃｈｂｅｒｇ  Ｊ（１９９３）Ｃｌｏｎｉｎｇ  ａｎｄ  ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｉｎ  Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ  ｏｆ  ａ  ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａｌ  ｇｅｎｅ  ｆｏｒ  ｌｙｃｏｐｅｎｅ  ｃｙｃｌａｓｅ，ｔｈｅ  ｅｎｚｙｍｅ  ｔｈａｔ  ｃａｔａｌｙｚｅｓ  ｔｈｅ  ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｏｆ  β−ｃａｒｏｔｅｎｅ．ＦＥＢＳ  Ｌｅｔｔ  ３２８：１３０〜１３８］、および植物において［以下を参照のこと：Ｃａｍａｒａ  Ｂ、およびＤｏｇｂｏ  Ｏ（１９８６）Ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｓｏｌｕｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｌｙｃｏｐｅｎｅ  ｃｙｃｌａｓｅ  ｆｒｏｍ  Ｃａｐｓｉｃｕｍ  ｃｈｒｏｍｏｐｌａｓｔ  ｍｅｍｂｒａｎｅｓ．Ｐｌａｎｔ  Ｐｈｙｓｉｏｌ  ８０：１７２〜１８４］、これらの２つの環化が、単一の酵素、リコピンシクラーゼによって触媒されるという証拠が得られている。この膜結合した酵素は、トリエチルアミン化合物、ＣＰＴＡ、およびＭＰＴＡによって阻害される［以下を参照のこと：Ｓａｎｄｍａｎｎ  Ｇ、およびＢｏｇｅｒ  Ｐ（１９８９）Ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ  ｏｆ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｂｙ  ｈｅｒｂｉｃｉｄｅｓ．Ｉｎ：Ｂｏｇｅｒ  Ｐ、およびＳａｎｄｍａｎｎ  Ｇ（編）Ｔａｒｇｅｔ  Ｓｉｔｅｓ  ｏｆ  Ｈｅｒｂｉｃｉｄｅ  Ａｃｔｉｏｎ，２５〜４４頁．ＣＲＣ  Ｐｒｅｓｓ，Ｂｏｃａ  Ｒａｔｏｎ，Ｆｌｏｒｉｄａ］。藍色細菌は、β環化のみを実行し、従って、εカロチン、δカロチン、およびαカロチン、ならびにそれらの酸化誘導体を含まない。直線リコピン分子の末端でＣ１，２−二重結合が、Ｃ−５，６二重結合の位置に折り畳まれ、その後にＣ−６からの水素原子の損失が続くとき、β環は、「カルボニウムイオン」中間体の形成を通じて形成される。７，８結合が二重結合でない環状カロチンは報告されていない。従って、リコピンにおけるような完全な不飽和化、またはニューロスポレンにおけるような少なくとも半分子の不飽和化が、この反応に必須である。リコピンの環化は、酸素を必要としない脱水素反応を含む。この反応のための補因子は未知である。ジヌクレオチド結合ドメインは、Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．株ＰＣＣ  ７９４２のリコピンシクラーゼポリペプチドにおいて見出され、このことはリコピンシクラーゼとの補酵素としてのＮＡＤ（Ｐ）またはＦＡＤを意味する。
【００２４】
種々の酸素含有側鎖（例えば、ヒドロキシ部分、メトキシ部分、オキソ部分、エポキシ部分、アルデヒド部分、またはカルボン酸部分）の付加によって、種々のキサントフィル種を形成する。キサントフィルの形成についてはほとんど公知ではない。βカロチンの水酸化は、混合機能オキシダーゼ反応において分子酸素を必要とする。
【００２５】
経路全体についての酵素をコードする遺伝子のクラスターは、紅色光合成細菌Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ  ｃａｐｓｕｌａｔｕｓから［以下を参照のこと：Ａｒｍｓｔｒｏｎｇ  ＧＡ、Ａｌｂｅｒｔｉ  Ｍ、Ｌｅａｃｈ  Ｆ、およびＨｅａｒｓｔ  ＪＥ（１９８９）Ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ，ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ，ａｎｄ  ｎａｔｕｒｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｐｒｏｔｅｉｎ  ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｇｅｎｅ  ｃｌｕｓｔｅｒ  ｏｆ  Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ  ｃａｐｓｕｌａｔｕｓ．Ｍｏｌ  Ｇｅｎ  Ｇｅｎｅｔ  ２１６：２５４〜２６８］、および非光合成細菌Ｅｒｗｉｎｉａ  ｈｅｒｂｉｃｏｌａから［以下を参照のこと：Ｓａｎｄｍａｎｎ  Ｇ、Ｗｏｏｄｓ  ＷＳ、およびＴｕｖｅｓｏｎ  ＲＷ（１９９０）Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ  ｉｎ  Ｅｒｗｉｎｉａ  ｈｅｒｂｉｃｏｌａ  ａｎｄ  ｉｎ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ  Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ  ｓｔｒａｉｎ．  ＦＥＭＳ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ  Ｌｅｔｔ  ７１：７７〜８２；Ｈｕｎｄｌｅ  ＢＳ、Ｂｅｙｅｒ  Ｐ、Ｋｌｅｉｎｉｇ  Ｈ、Ｅｎｇｌｅｒｔ  Ｈ、およびＨｅａｒｓｔ  ＪＥ（１９９１）Ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ  ｏｆ  Ｅｒｗｉｎｉａ  ｈｅｒｂｉｃｏｌａ  ａｎｄ  ａｎ  Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ  ＨＢ１０１  ｓｔｒａｉｎ  ｃａｒｒｙｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｅｒｗｉｎｉａ  ｈｅｒｂｉｃｏｌａ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｇｅｎｅ  ｃｌｕｓｔｅｒ．Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍ  Ｐｈｏｔｏｂｉｏｌ  ５４：８９〜９３；ならびに、Ｓｃｈｎｕｒｒ  Ｇ、Ｓｃｈｍｉｄｔ  Ａ、およびＳａｎｄｍａｎｎ  Ｇ（１９９１）Ｍａｐｐｉｎｇ  ｏｆ  ａ  ｃａｒｏｔｅｎｏｇｅｎｉｃ  ｇｅｎｅ  ｃｌｕｓｔｅｒ  ｆｒｏｍ  Ｅｒｗｉｎｉａ  ｈｅｒｂｉｃｏｌａ  ａｎｄ  ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｓｉｘ  ｇｅｎｅｓ．ＦＥＭＳ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ  Ｌｅｔｔ  ７８：１５７〜１６２］、およびＥｒｗｉｎｉａ  ｕｒｅｄｏｖｏｒａ［以下を参照のこと：Ｍｉｓａｗａ  Ｎ、Ｎａｋａｇａｗａ  Ｍ、Ｋｏｂａｙａｓｈｉ  Ｋ、Ｙａｍａｎｏ  Ｓ、Ｉｚａｗａ  Ｉ、Ｎａｋａｍｕｒａ  Ｋ、およびＨａｒａｓｈｉｍａ  Ｋ（１９９０）Ｅｌｕｃｉｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｅｒｗｉｎｉａ  ｕｒｅｄｏｖｏｒａ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ｐａｔｈｗａｙ  ｂｙ  ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ｇｅｎｅ  ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ｉｎ  Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ．Ｊ  Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ  １７２：６７０４〜６７１２］からクローニングされた。２つの遺伝子である、ＧＧＰＰシンターゼについてのａｌ−３［以下を参照のこと：Ｎｅｌｓｏｎ  ＭＡ、Ｍｏｒｅｌｌｉ  Ｇ、Ｃａｒａｔｔｏｌｉ  Ａ、Ｒｏｍａｎｏ  Ｎ、およびＭａｃｉｎｏ  Ｇ（１９８９）Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｃｌｏｎｉｎｇ  ｏｆ  ａ  Ｎｅｕｒｏｓｐｏｒａ  ｃｒａｓｓａ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ｇｅｎｅ（ａｌｂｉｎｏ−３）ｒｅｇｕｌａｔｅｄ  ｂｙ  ｂｌｕｅ  ｌｉｇｈｔ  ａｎｄ  ｔｈｅ  ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｗｈｉｔｅ  ｃｏｌｌａｒ  ｇｅｎｅｓ．Ｍｏｌ  Ｃｅｌｌ  Ｂｉｏｌ  ９：１２７１〜１２７６；ならびにＣａｒａｔｔｏｌｉ  Ａ、Ｒｏｍａｎｏ  Ｎ、Ｂａｌｌａｒｉｏ  Ｐ、Ｍｏｒｅｌｌｉ  Ｇ、およびＭａｃｉｎｏ  Ｇ（１９９１）Ｔｈｅ  Ｎｅｕｒｏｓｐｏｒａ  ｃｒａｓｓａ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ｇｅｎｅ（ａｌｂｉｎｏ  ３）．Ｊ  Ｂｉｏｌ  Ｃｈｅｍ  ２６６：５８５４〜５８５９］、およびフィトエンデサチュラーゼについてのａｌ−１［以下を参照のこと：Ｓｃｈｍｉｄｈａｕｓｅｒ  ＴＪ、Ｌａｕｔｅｒ  ＦＲ、Ｒｕｓｓｏ  ＶＥＡ、およびＹａｎｏｆｓｋｙ  Ｃ（１９９０）Ｃｌｏｎｉｎｇ  ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ  ａｎｄ  ｐｈｏｔｏｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｌ−１，ａ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ｇｅｎｅ  ｏｆ  Ｎｅｕｒｏｓｐｏｒａ  ｃｒａｓｓａ．Ｍｏｌ  Ｃｅｌｌ  Ｂｉｏｌ  １０：５０６４〜５０７０］を、真菌Ｎｅｕｒｏｓｐｏｒａ  ｃｒａｓｓａからクローニングした。しかし、藍色細菌または植物から対応する遺伝子をクローニングするための異種の分子プローブとしてこれらの遺伝子を用いる試みは、十分な配列類似性がないせいで、成功しなかった。
【００２６】
カロチノイド合成酵素の第一の「植物型」遺伝子を、分子遺伝的アプローチを用いて藍色細菌からクローニングした。フィトエンデサチュラーゼの遺伝子をクローニングするための第一段階において、フィトエンデサチュラーゼ特異的インヒビターであるノルフラゾンに対して抵抗性である多数の変異体をＳｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．株ＰＣＣ  ７９４２において単離した［以下を参照のこと：Ｌｉｎｄｅｎ  Ｈ、Ｓａｎｄｍａｎｎ  Ｇ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ  Ｄ、Ｈｉｒｓｃｈｂｅｒｇ  Ｊ、およびＢｏｇｅｒ  Ｐ（１９９０）Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ  ｍｕｔａｎｔｓ  ｓｅｌｅｃｔｅｄ  ａｇａｉｎｓｔ  ｔｈｅ  ｂｌｅａｃｈｉｎｇ  ｈｅｒｂｉｃｉｄｅ  ｎｏｒｆｌｕｒａｚｏｎ．Ｐｅｓｔｉｃ  Ｂｉｏｃｈｅｍ  Ｐｈｙｓｉｏｌ  ３６：４６〜５１］。次いで、野生型株を除草剤耐性に形質転換することによって、ノルフラゾン耐性を付与する遺伝子をクローニングした［以下を参照のこと：Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ  Ｄ、Ｐｅｃｋｅｒ  Ｉ、およびＨｉｒｓｃｈｂｅｒｇ  Ｊ（１９９１）Ｔｈｅ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｂａｓｉｓ  ｏｆ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｔｏ  ｔｈｅ  ｈｅｒｂｉｃｉｄｅ  ｎｏｒｆｌｕｒａｚｏｎ．Ｐｌａｎｔ  Ｍｏｌ  Ｂｉｏｌ  １６：９６７〜９７４；Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ  Ｄ、Ｐｅｃｋｅｒ  Ｉ、Ｓａｎｄｍａｎｎ  Ｇ、Ｂｏｇｅｒ  Ｐ、およびＨｉｒｓｃｈｂｅｒｇ  Ｊ（１９９０）Ｃｌｏｎｉｎｇ  ａ  ｇｅｎｅ  ｆｏｒ  ｎｏｒｆｌｕｒａｚｏｎ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｉｎ  ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａ．Ｚ  Ｎａｔｕｒｆｏｒｓｃｈ  ４５ｃ：４８２〜４８６］。いくつかの系統の証拠によって、クローニングされた遺伝子（公式にはｐｄｓと呼ばれ、ここではｃｒｔＰと命名された）が、フィトエンデサチュラーゼをコードすることが示された。最も決定的なものは、形質転換されたＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ細胞におけるフィトエンデサチュラーゼ活性の機能的発現であった［以下を参照のこと：Ｌｉｎｄｅｎ  Ｈ、Ｍｉｓａｗａ  Ｎ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ  Ｄ、Ｐｅｃｋｅｒ  Ｉ、Ｈｉｒｓｃｈｂｅｒｇ  Ｊ、およびＳａｎｄｍａｎｎ  Ｇ（１９９１）Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ  ｏｆ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ  ｐｈｙｔｏｅｎｅ  ｄｅｓａｔｕｒａｓｅ  ｇｅｎｅｓ  ａｎｄ  ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ  ｃａｒｏｔｅｎｅｓ．Ｚ  Ｎａｔｕｒｆｏｒｓｃｈ  ４６ｃ：１０４５〜１０５１；ならびに、Ｐｅｃｋｅｒ  Ｉ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ  Ｄ、Ｌｉｎｄｅｎ  Ｈ、Ｓａｎｄｍａｎｎ  Ｇ、およびＨｉｒｓｃｈｂｅｒｇ  Ｊ（１９９２）Ａ  ｓｉｎｇｌｅ  ｐｏｌｙｐｅｐｔｉｄｅ  ｃａｔａｌｙｚｉｎｇ  ｔｈｅ  ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ  ｏｆ  ｐｈｙｔｏｅｎｅ  ｔｏ  ζ−ｃａｒｏｔｅｎｅ  ｉｓ  ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌｌｙ  ｒｅｇｕｌａｔｅｄ  ｄｕｒｉｎｇ  ｔｏｍａｔｏ  ｆｒｕｉｔ  ｒｉｐｅｎｉｎｇ．Ｐｒｏｃ  Ｎａｔｌ  Ａｃａｄ  Ｓｃｉ  ＵＳＡ  ８９：４９６２〜４９６６］。ｃｒｔＰ遺伝子をまた、同様の方法によって、Ｓｙｎｅｃｈｏｃｙｓｔｉｓ  ｓｐ．株ＰＣＣ  ６８０３からクローニングした［以���を参照のこと：Ｍａｒｔｉｎｅｚ−Ｆｅｒｅｚ  ＩＭ、およびＶｉｏｑｕｅ  Ａ（１９９２）Ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｐｈｙｔｏｅｎｅ  ｄｅｓａｔｕｒａｓｅ  ｇｅｎｅ  ｆｒｏｍ  Ｓｙｎｅｃｈｏｃｙｓｔｉｓ  ｓｐ．ＰＣＣ  ６８０３  ａｎｄ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  ｎｅｗ  ｍｕｔａｔｉｏｎ  ｗｈｉｃｈ  ｃｏｎｆｅｒｓ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｔｏ  ｔｈｅ  ｈｅｒｂｉｃｉｄｅ  ｎｏｒｆｌｕｒａｚｏｎ．Ｐｌａｎｔ  Ｍｏｌ  Ｂｉｏｌ  １８：９８１〜９８３］。
【００２７】
藍色細菌のｃｒｔＰ遺伝子を、藻類［以下を参照のこと：Ｐｅｃｋｅｒ  Ｉ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ  Ｄ、Ｍａｎｎ  Ｖ、Ｓａｎｄｍａｎｎ  Ｇ、Ｂｏｇｅｒ  Ｐ、およびＨｉｒｓｃｈｂｅｒｇ  Ｊ（１９９３）Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｉｎ  ｐｌａｎｔｓ：ｔｈｅ  ｐｈｙｔｏｅｎｅ  ｄｅｓａｔｕｒａｓｅ  ｇｅｎｅ  ｉｎ  ｔｏｍａｔｏ．Ｉｎ：Ｍｕｒａｔａ  Ｎ（編）Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ｉｎ  Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，第３巻、１１〜１８頁．Ｋｌｕｗｅｒ，Ｄｏｒｄｒｅｃｔｈｔ］、および高等植物［以下を参照のこと：Ｂａｒｔｌｅｙ  ＧＥ、Ｖｉｉｔａｎｅｎ  ＰＶ、Ｐｅｃｋｅｒ  Ｉ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ  Ｄ、Ｈｉｒｓｃｈｂｅｒｇ  Ｊ、およびＳｃｏｌｎｉｋ  ＰＡ（１９９１）Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｃｌｏｎｉｎｇ  ａｎｄ  ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｉｎ  ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ｂａｃｔｅｒｉａ  ｏｆ  ａ  ｓｏｙｂｅａｎ  ｃＤＮＡ  ｃｏｄｉｎｇ  ｆｏｒ  ｐｈｙｔｏｅｎｅ  ｄｅｓａｔｕｒａｓｅ，ａｎ  ｅｎｚｙｍｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｐａｔｈｗａｙ．Ｐｒｏｃ  Ｎａｔｌ  Ａｃａｄ  Ｓｃｉ  ＵＳＡ  ８８：６５３２〜６５３６；ならびに、Ｐｅｃｋｅｒ  Ｉ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ  Ｄ、Ｌｉｎｄｅｎ  Ｈ、Ｓａｎｄｍａｎｎ  Ｇ、およびＨｉｒｓｃｈｂｅｒｇ  Ｊ（１９９２）Ａ  ｓｉｎｇｌｅ  ｐｏｌｙｐｅｐｔｉｄｅ  ｃａｔａｌｙｚｉｎｇ  ｔｈｅ  ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ  ｏｆ  ｐｈｙｔｏｅｎｅ  ｔｏ  ζ−ｃａｒｏｔｅｎｅ  ｉｓ  ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌｌｙ  ｒｅｇｕｌａｔｅｄ  ｄｕｒｉｎｇ  ｔｏｍａｔｏ  ｆｒｕｉｔ  ｒｉｐｅｎｉｎｇ．Ｐｒｏｃ  Ｎａｔｌ  Ａｃａｄ  Ｓｃｉ  ＵＳＡ  ８９：４９６２〜４９６６］から同種の遺伝子をクローニングするための分子プローブとして引き続いて用いた。Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．株ＰＣＣ  ７９４２、およびＳｙｎｅｃｈｏｃｙｓｔｉｓ  ｓｐ．株ＰＣＣ  ６８０３におけるフィトエンデサチュラーゼは、それぞれ４７４アミノ酸残基および４６７アミノ酸残基からなり、その配列は、高度に保存されている（７４％同一性、および８６％類似性）。算出された分子量は、５１ｋＤａであるが、わずかに疎水性（疎水性親水性指標−０．２）であり、脂質二重膜にまたがるのに十分長い疎水性領域を含まない。藍色細菌のフィトエンデサチュラーゼの一次構造は、以下の酵素と高度に保存されている：緑色藻類Ｄｕｎａｌｌｉｅｌａ  ｂａｒｄａｗｉｌ由来の酵素（６１％同一性、および８１％類似性）；［以下を参照のこと：Ｐｅｃｋｅｒ  Ｉ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ  Ｄ、Ｍａｎｎ  Ｖ、Ｓａｎｄｍａｎｎ  Ｇ、Ｂｏｇｅｒ  Ｐ、およびＨｉｒｓｃｈｂｅｒｇ  Ｊ（１９９３）Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｉｎ  ｐｌａｎｔｓ：ｔｈｅ  ｐｈｙｔｏｅｎｅ  ｄｅｓａｔｕｒａｓｅ  ｇｅｎｅ  ｉｎ  ｔｏｍａｔｏ．Ｉｎ：Ｍｕｒａｔａ  Ｎ（編）Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ｉｎ  Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ、第３巻、１１〜１８頁、Ｋｌｕｗｅｒ，Ｄｏｒｄｒｅｃｔｈｔ］）、およびトマト由来の酵素［以下を参照の���と：Ｐｅｃｋｅｒ  Ｉ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ  Ｄ、Ｌｉｎｄｅｎ  Ｈ、Ｓａｎｄｍａｎｎ  Ｇ、およびＨｉｒｓｃｈｂｅｒｇ  Ｊ（１９９２）Ａ  ｓｉｎｇｌｅ  ｐｏｌｙｐｅｐｔｉｄｅ  ｃａｔａｌｙｚｉｎｇ  ｔｈｅ  ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ  ｏｆ  ｐｈｙｔｏｅｎｅ  ｔｏ  ζ−ｃａｒｏｔｅｎｅ  ｉｓ  ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌｌｙ  ｒｅｇｕｌａｔｅｄ  ｄｕｒｉｎｇ  ｔｏｍａｔｏ  ｆｒｕｉｔ  ｒｉｐｅｎｉｎｇ．Ｐｒｏｃ  Ｎａｔｌ  Ａｃａｄ  Ｓｃｉ  ＵＳＡ  ８９：４９６２〜４９６６］、トウガラシ由来の酵素［以下を参照のこと：Ｈｕｇｕｅｎｅｙ  Ｐ、Ｒｏｍｅｒ  Ｓ、Ｋｕｎｔｚ  Ｍ、およびＣａｍａｒａ  Ｂ（１９９２）Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｃｌｏｎｉｎｇ  ｏｆ  ａ  ｆｌａｖｏｐｒｏｔｅｉｎ  ｃａｔａｌｙｚｉｎｇ  ｔｈｅ  ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｏｆ  ｐｈｙｔｏｆｌｕｅｎｅ  ａｎｄ  ζ−ｃａｒｏｔｅｎｅ  ｉｎ  Ｃａｐｓｉｃｕｍ  ｃｈｒｏｍｏｐｌａｓｔｓ．Ｅｕｒ  Ｊ  Ｂｉｏｃｈｅｍ  ２０９：３９９〜４０７］、ならびに大豆由来の酵素［以下を参照のこと：Ｂａｒｔｌｅｙ  ＧＥ、Ｖｉｉｔａｎｅｎ  ＰＶ、Ｐｅｃｋｅｒ  Ｉ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ  Ｄ、Ｈｉｒｓｃｈｂｅｒｇ  Ｊ、およびＳｃｏｌｎｉｋ  ＰＡ（１９９１）Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｃｌｏｎｉｎｇ  ａｎｄ  ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｉｎ  ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ｂａｃｔｅｒｉａ  ｏｆ  ａ  ｓｏｙｂｅａｎ  ｃＤＮＡ  ｃｏｄｉｎｇ  ｆｏｒ  ｐｈｙｔｏｅｎｅ  ｄｅｓａｔｕｒａｓｅ，ａｎ  ｅｎｚｙｍｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｐａｔｈｗａｙ．Ｐｒｏｃ  Ｎａｔｌ  Ａｃａｄ  Ｓｃｉ  ＵＳＡ  ８８：６５３２〜６５３６］（６２〜６５％同一、および〜７９％類似；［以下を参照のこと：Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ  Ｄ（１９９３）Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｅａｒｌｙ  ｓｔｅｐｓ  ｏｆ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｉｎ  ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａ  ：Ｐｈｙｔｏｅｎｅ  ｓｙｎｔｈａｓｅ  ａｎｄ  ｐｈｙｔｏｅｎｅ  ｄｅｓａｔｕｒａｓｅ．Ｐｈ．Ｄ．Ｔｈｅｓｉｓ，Ｔｈｅ  Ｈｅｂｒｅｗ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｊｅｒｕｓａｌｅｍ］）。真核生物のフィトエンデサチュラーゼポリペプチドは、より大きい（６４ｋＤａ）；しかし、それらは、色素体への輸送の間に、成熟型にプロセシングされ、そのサイズは、藍色細菌酵素のサイズに匹敵する。
【００２８】
Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ  ｃａｐｓｕｌａｔｕｓ、Ｅｒｗｉｎｉａ  ｓｐ．、およびＮｅｕｒｏｓｐｏｒａ  ｃｒａｓｓａのカロチノイド酵素には、高い程度の構造的類似性が存在し［以下に概説されている：Ａｒｍｓｔｒｏｎｇ  ＧＡ、Ｈｕｎｄｌｅ  ＢＳ、およびＨｅａｒｓｔ  ＪＥ（１９９３）Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ  ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ  ｓｉｍｉｌａｒｉｔｉｅｓ  ｏｆ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｇｅｎｅ  ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ｆｒｏｍ  ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ａｎｄ  ｎｏｎｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ｏｒｇａｎｉｓｍｓ．Ｍｅｔｈ  Ｅｎｚｙｍｏｌ  ２１４：２９７〜３１１］、これは、ｃｒｔＩ遺伝子産物中にフィトエンデサチュラーゼを含む。上記で示したとおり、フィトエンデサチュラーゼの一次構造の高い程度の保存がまた、酸素発生型光合成生物体の間に存在する。しかし、「植物型」ｃｒｔＰ遺伝子産物と、「細菌型」フィトエンデサチュラーゼとの間に、アミノ末端のＦＡＤ結合配列を除いて、配列類似性はほとんど存在しない（ｃｒｔＩ遺伝子産物；１９〜２３％同一性、および４２〜４７％類似性）。仮説として、ｃｒｔＰおよびｃｒｔＩは、同じ祖先遺伝子由来ではないこと、ならびにそれらは、収束進化を通じて独立して起源するものであることが提示されている［以下を参照のこと：Ｐｅｃｋｅｒ  Ｉ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ  Ｄ、Ｌｉｎｄｅｎ  Ｈ、Ｓａｎｄｍａｎｎ  Ｇ、およびＨｉｒｓｃｈｂｅｒｇ  Ｊ（１９９２）Ａ  ｓｉｎｇｌｅ  ｐｏｌｙｐｅｐｔｉｄｅ  ｃａｔａｌｙｚｉｎｇ  ｔｈｅ  ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ  ｏｆ  ｐｈｙｔｏｅｎｅ  ｔｏ  ζ−ｃａｒｏｔｅｎｅ  ｉｓ  ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌｌｙ  ｒｅｇｕｌａｔｅｄ  ｄｕｒｉｎｇ  ｔｏｍａｔｏ  ｆｒｕｉｔ  ｒｉｐｅｎｉｎｇ．Ｐｒｏｃ  Ｎａｔｌ  Ａｃａｄ  Ｓｃｉ  ＵＳＡ  ８９：４９６２〜４９６６］。この仮説は、異なる脱水素配列（２つのタイプの酵素によって触媒される）によって、およびインヒビターに対するそれらの異なる感受性によって支持される。
【００２９】
フィトエンデサチュラーゼの場合のように明確ではないが、フィトエンシンターゼの構造において、一方の藍色細菌および植物と他の微生物との間には同様の区別がみられる。フィトエンシンターゼをコードするｃｒｔＢ遺伝子（正式にはｐｓｙ）は、ｃｒｔＰに隣接するＳｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．株ＰＣＣ  ７９４２のゲノムにおいて、および同じオペロン内で同定された［以下を参照のこと：Ｂａｒｔｌｅｙ  ＧＥ、Ｖｉｉｔａｎｅｎ  ＰＶ、Ｐｅｃｋｅｒ  Ｉ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ  Ｄ、Ｈｉｒｓｃｈｂｅｒｇ  Ｊ、およびＳｃｏｌｎｉｋ  ＰＡ（１９９１）Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｃｌｏｎｉｎｇ  ａｎｄ  ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｉｎ  ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ｂａｃｔｅｒｉａ  ｏｆ  ａ  ｓｏｙｂｅａｎ  ｃＤＮＡ  ｃｏｄｉｎｇ  ｆｏｒ  ｐｈｙｔｏｅｎｅ  ｄｅｓａｔｕｒａｓｅ，ａｎ  ｅｎｚｙｍｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｐａｔｈｗａｙ．Ｐｒｏｃ  Ｎａｔｌ  Ａｃａｄ  Ｓｃｉ  ＵＳＡ  ８８：６５３２〜６５３６］。この遺伝子は、−０．４の疎水性指数を有する３０７アミノ酸の３６ｋＤａのポリペプチドをコードする。藍色細菌フィトエンシンターゼの推定アミノ酸配列は、トマトフィトエンシンターゼ内で高度に保存されている（５７％同一、および７０％類似；Ｒａｙ  ＪＡ、Ｂｉｒｄ  ＣＲ、Ｍａｕｎｄｅｒｓ  Ｍ、Ｇｒｉｅｒｓｏｎ  Ｄ、およびＳｃｈｕｃｈ  Ｗ（１９８７）Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  ｏｆ  ｐＴＯＭ５，ａ  ｒｉｐｅｎｉｎｇ  ｒｅｌａｔｅｄ  ｃＤＮＡ  ｆｒｏｍ  ｔｏｍａｔｏ．Ｎｕｃｌ  Ａｃｉｄｓ  Ｒｅｓ  １５：１０５８７〜１０５８８］）が、他の細菌由来のｃｒｔＢ配列とはそれほど高度に保存されていない（１０のギャップとのアラインメントにおいて、２９〜３２％同一、および４８〜５０％類似）。両方のタイプの酵素とも、多様な生物体由来のプレニルトランスフェラーゼにおいても見出された２つの保存された配列モチーフを含む［以下を参照のこと：Ｂａｒｔｌｅｙ  ＧＥ、Ｖｉｉｔａｎｅｎ  ＰＶ、Ｐｅｃｋｅｒ  Ｉ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ  Ｄ、Ｈｉｒｓｃｈｂｅｒｇ  Ｊ、およびＳｃｏｌｎｉｋ  ＰＡ（１９９１）Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｃｌｏｎｉｎｇ  ａｎｄ  ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｉｎ  ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ｂａｃｔｅｒｉａ  ｏｆ  ａ  ｓｏｙｂｅａｎ  ｃＤＮＡ  ｃｏｄｉｎｇ  ｆｏｒ  ｐｈｙｔｏｅｎｅ  ｄｅｓａｔｕｒａｓｅ，ａｎ  ｅｎｚｙｍｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｐａｔｈｗａｙ．Ｐｒｏｃ  Ｎａｔｌ  Ａｃａｄ  Ｓｃｉ  ＵＳＡ  ８８：６５３２〜６５３６；Ｃａｒａｔｔｏｌｉ  Ａ，Ｒｏｍａｎｏ  Ｎ，Ｂａｌｌａｒｉｏ  Ｐ，Ｍｏｒｅｌｌｉ  Ｇ  ａｎｄ  Ｍａｃｉｎｏ  Ｇ（１９９１）Ｔｈｅ  Ｎｅｕｒｏｓｐｏｒａ  ｃｒａｓｓａ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ｇｅｎｅ（ａｌｂｉｎｏ  ３）．Ｊ  Ｂｉｏｌ  Ｃｈｅｍ  ２６６：５８５４〜５８５９；Ａｒｍｓｔｒｏｎｇ  ＧＡ、Ｈｕｎｄｌｅ  ＢＳ、およびＨｅａｒｓｔ  ＪＥ（１９９３）Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ  ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ  ｓｉｍｉｌａｒｉｔｉｅｓ  ｏｆ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｇｅｎｅ  ｐｒ��ｄｕｃｔｓ  ｆｒｏｍ  ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ａｎｄ  ｎｏｎｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ｏｒｇａｎｉｓｍｓ．Ｍｅｔｈ  Ｅｎｚｙｍｏｌ  ２１４：２９７〜３１１；Ｍａｔｈ  ＳＫ，Ｈｅａｒｓｔ  ＪＥ  ａｎｄ  Ｐｏｕｌｔｅｒ  ＣＤ（１９９２）Ｔｈｅ  ｃｒｔＥ  ｇｅｎｅ  ｉｎ  Ｅｒｗｉｎｉａ  ｈｅｒｂｉｃｏｌａ  ｅｎｃｏｄｅｓ  ｇｅｒａｎｙｌｇｅｒａｎｙｌ  ｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ  ｓｙｎｔｈａｓｅ．Ｐｒｏｃ  Ｎａｔｌ  Ａｃａｄ  Ｓｃｉ  ＵＳＡ  ８９：６７６１〜６７６４；ならびに、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ  Ｄ（１９９３）Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｅａｒｌｙ  ｓｔｅｐｓ  ｏｆ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｉｎ  ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａ：Ｐｈｙｔｏｅｎｅ  ｓｙｎｔｈａｓｅ  ａｎｄ  ｐｈｙｔｏｅｎｅ  ｄｅｓａｔｕｒａｓｅ．Ｐｈ．Ｄ．Ｔｈｅｓｉｓ，Ｔｈｅ  Ｈｅｂｒｅｗ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｊｅｒｕｓａｌｅｍ］。このポリペプチドにおけるこれらの領域が、２つのＧＧＰＰ分子の縮合の間にピロリン酸の結合、および／または除去に関与すると考えられる。
【００３０】
ζカロチンデサチュラーゼをコードするｃｒｔＱ遺伝子（正式にはｚｄｓ）を、Ｅｒｗｉｎｉａ  ｓｐ．のｃｒｔＢ、およびｃｒｔＥ遺伝子、ならびに藍色細菌のｃｒｔＰ遺伝子を担持するＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉの細胞において、藍色細菌ゲノムＤＮＡの発現ライブラリーをスクリーニングすることによって、Ａｎａｂａｅｎａ  ｓｐ．株ＰＣＣ  ７１２０からクローニングした［以下を参照のこと：Ｌｉｎｄｅｎ  Ｈ、Ｖｉｏｑｕｅ  Ａ、およびＳａｎｄｍａｎｎ  Ｇ（１９９３）Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｇｅｎｅ  ｃｏｄｉｎｇ  ｆｏｒ  ζ−ｃａｒｏｔｅｎｅ  ｄｅｓａｔｕｒａｓｅ  ｆｒｏｍ  Ａｎａｂａｅｎａ  ＰＣＣ  ７１２０  ｂｙ  ｈｅｔｅｒｏｌｏｇｏｕｓ  ｃｏｐｌｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ．ＦＥＭＳ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ  Ｌｅｔｔ  １０６：９９〜１０４］。これらのＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ細胞は、ζカロチンを生成するので、リコピンを生成した、赤褐色に着色したコロニーを、ζカロチンを生成する細胞の黄色っぽい背景上で同定することができた。Ａｎａｂａｅｎａ  ｓｐ．株ＰＣＣ７１２０由来の予想されたζカロチンデサチュラーゼは、５６ｋＤａのポリペプチドであり、これは４９９アミノ酸残基からなる。驚くべきことに、その一次構造は、「植物型」（ｃｒｔＰ遺伝子産物）フィトエンデサチュラーゼとは保存されておらず、細菌型酵素（ｃｒｔＩ遺伝子産物）に対してかなりの配列類似性を有する［以下を参照のこと：Ｓａｎｄｍａｎｎ  Ｇ（１９９３）Ｇｅｎｅｓ  ａｎｄ  ｅｎｚｙｍｅｓ  ｉｎｖｏｌｖｅｄ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｄｅｓａｔｕｒａｔｉｏｎ  ｒｅａｃｔｉｏｎｓ  ｆｒｏｍ  ｐｈｙｔｏｅｎｅ  ｔｏ  ｌｙｃｏｐｅｎｅ．（抄訳）、第１０回国際カロチノイドシンポジウム，トロンヘイム  ＣＬ１−２］。藍色細菌のｃｒｔＱ遺伝子および他の微生物のｃｒｔＩ遺伝子が、共通の祖先からの進化に由来するということはあり得る。
【００３１】
リコピンシクラーゼのｃｒｔＬ遺伝子（公式にはｌｃｙ）を、ｃｒｔＰについてと本質的に同じクローニングストラテジーを利用してＳｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．株ＰＣＣ  ７９４２からクローニングした。リコピンシクラーゼのインヒビターである、２−（４−メチルフェノキシ）−トリエチルアミン塩酸塩（ＭＰＴＡ）を用いることによって、野生型を除草剤耐性へ形質転換することによって、この遺伝子を単離した［以下を参照のこと：Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍ  ＦＸ  Ｊｒ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ  Ｄ、Ｍｉｓａｗａ  Ｎ、Ｇａｎｔｔ  Ｅ、およびＨｉｒｓｃｈｂｅｒｇ  Ｊ（１９９３）Ｃｌｏｎｉｎｇ  ａｎｄ  ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｉｎ  Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ  ｏｆ  ａ  ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａｌ  ｇｅｎｅ  ｆｏｒ  ｌｙｃｏｐｅｎｅ  ｃｙｃｌａｓｅ，ｔｈｅ  ｅｎｚｙｍｅ  ｔｈａｔ  ｃａｔａｌｙｚｅｓ  ｔｈｅ  ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｏｆ  β−ｃａｒｏｔｅｎｅ  ＦＥＢＳ  Ｌｅｔｔ  ３２８：１３０〜１３８］。リコピンシクラーゼは、単一の遺伝子産物の生成物であり、リコピンからβカロチンへの二重環化反応を触媒する。Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．株ＰＣＣ  ７９４２におけるｃｒｔＬ遺伝子の産物は、４１１アミノ酸残基の４６ｋＤａポリペプチドである。それは、Ｅｒｗｉｎｉａ  ｕｒｅｄｏｖｏｒａ、またはＥｒｗｉｎｉａ  ｈｅｒｂｉｃｏｌａ由来のｃｒｔＹ遺伝子産物（リコピンシクラーゼ）に対して配列類似性を有さない。
【００３２】
βカロチンヒドロキシラーゼ（ｃｒｔＺ）、およびゼアキサンチングリコシラーゼ（ｃｒｔＸ）についての遺伝子は、以下からクローニングされた：Ｅｒｗｉｎｉａ  ｈｅｒｂｉｃｏｌａから［以下を参照のこと：Ｈｕｎｄｌｅ  Ｂ、Ａｌｂｅｒｔｉ  Ｍ、Ｎｉｅｖｅｌｓｔｅｉｎ  Ｖ、Ｂｅｙｅｒ  Ｐ、Ｋｌｅｉｎｉｇ  Ｈ、Ａｒｍｓｔｒｏｎｇ  ＧＡ、Ｂｕｒｋｅ  ＤＨ、およびＨｅａｒｓｔ  ＪＥ（１９９４）Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｅｒｗｉｎｉａ  ｈｅｒｂｉｃｏｌａ  Ｅｈｏ１０  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｇｅｎｅｓ  ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ  ｉｎ  Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ．  Ｍｏｌ  Ｇｅｎ  Ｇｅｎｅｔ  ２５４：４０６〜４１６；Ｈｕｎｄｌｅ  ＢＳ、Ｏｂｒｉｅｎ  ＤＡ、Ａｌｂｅｒｔｉ  Ｍ、Ｂｅｙｅｒ  Ｐ、およびＨｅａｒｓｔ  ＪＥ（１９９２）Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｏｆ  ｚｅａｘａｎｔｈｉｎ  ｇｌｕｃｏｓｙｌｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ  ｆｒｏｍ  Ｅｒｗｉｎｉａ  ｈｅｒｂｉｃｏｌａ  ａｎｄ  ａ  ｐｒｏｐｏｓｅｄ  ｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ  ｂｉｎｄｉｎｇ  ｓｉｔｅ．Ｐｒｏｃ  Ｎａｔｌ  Ａｃａｄ  Ｓｃｉ  ＵＳＡ  ８９：９３２１〜９３２５］、ならびにＥｒｗｉｎｉａ  ｕｒｅｄｏｖｏｒａから［以下を参照のこと：Ｍｉｓａｗａ  Ｎ、Ｎａｋａｇａｗａ  Ｍ、Ｋｏｂａｙａｓｈｉ  Ｋ、Ｙａｍａｎｏ  Ｓ、Ｉｚａｗａ  Ｉ、Ｎａｋａｍｕｒａ  Ｋ、およびＨａｒａｓｈｉｍａ  Ｋ（１９９０）Ｅｌｕｃｉｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｅｒｗｉｎｉａ  ｕｒｅｄｏｖｏｒａ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ｐａｔｈｗａｙ  ｂｙ  ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ｇｅｎｅ  ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ｉｎ  Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ．Ｊ  Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ  １７２：６７０４〜６７１２］。
【００３３】
抗酸化剤としてのカロチノイド：
ほとんどのカロチノイドは、効率的な抗酸化剤であり、一重項酸素（１Ｏ２）をクエンチして、ペルオキシラジカルをスカベンジする（Ｓｉｅｓ、およびＳｔａｈｌ，１９９５）。１Ｏ２、Ｏ２−、Ｈ２Ｏ２、およびペルオキシラジカルは、生物学的細胞において生成される反応性酸素種である。これらの全ての種は、ＤＮＡ、タンパク質、および脂質と反応し得、それらの生理学的機能を障害する（Ｈａｌｌｉｗｅｌｌ，１９９６）。このような過程は、癌、心血管系疾患、または加齢による器官の退化を含むいくつかの疾患の病因において最初の事象として考察される。カロチノイドは、生理学的クエンチまたは化学的クエンチを介して一重項酸素を不活性化する。物理的クエンチの効率は、化学的クエンチの効率をはるかに上回り（９９．９％）、そして１Ｏ２からカロチノイドへの励起エネルギーの移行を含む。物理的クエンチの過程において、カロチノイドはインタクトなままであり、その結果、カロチノイドは、一重項酸素クエンチのさらなるサイクルを受けることができる。メチレンブルーを、感作物質として用いて、ヒト血漿およびＬＤＬの光酸化の間のカロチノイドの消費を研究した（Ｏｊｉｍａら，１９９３）。リコピン、βカロチン、およびキサントフィルは、それらは不変のままで、血漿中の光酸化を低下させることが見出された（Ｗａｇｎｅｒら，１９９３）。Ｈｉｒａｙａｍａら（１９９４）は、１８のカロチノイドの一重項酸素クエンチ能力を検討して、キサントフィル結合体化ケト基が、クエンチを強化したが、水酸基、エポキシ基、およびメトキシ基が示す効果は少なかったことを報告した。
【００３４】
カプサンチン、およびカプソルビンは、βカロチンよりも良好な一重項酸素クエンチャーとして機能することが見出された。以前の研究によって、βカロチンは、次亜塩素酸塩の良好なスカベンジャーであり、その他は、二酸化窒素のスカベンジ能力を明示したことが示されている（Ｋａｎｎｅｒら，１９８３，Ｅｖｅｒｅｔｔら，１９９６）。
【００３５】
カロチノイドは、特に低い酸素圧において、ペルオキシラジカルの効率的なスカベンジャーである（Ｂｕｒｔｏｎ、およびＩｎｇｏｌｄ，１９８４；Ｋｅｎｎｅｄｙ、およびＬｉｅｂｌｅｒ，１９９２）。ホスファチジルコリンリポソーム系において、アゾ化合物ＡＭＶＮ、およびＡＡＰＨによって生成されたペルオキシラジカルとのカロチノイドの相互作用は、Ｌｉｎら（１９９２）によって検討された。この系において、キサントフィルアスタキサンチン、ゼアキサンチン、およびカンタキサンチンは、βカロチンよりも効率的なフリーラジカルスカベンジャーであった。しかし、エマルジョン中のペルオキシフリーラジカルとのカロチノイドの反応を検討することによって、リコピンおよびβカロチンは、いくつかのキサントフィルよりも良好なスカベンジャーであることが示された（Ｗｏｏｄａｌｌら，１９９７）。Ｍａｔｓｕｆｕｊｉら（１９９８）は、リノレン酸メチルエマルジョンにおけるカロチノイドのラジカルスカベンジ能力を検討して、カプサンチンは、ルテイン、ゼアミサンチン、およびβカロチンよりも良好に作用することを実証した。
【００３６】
早期のアテローム性動脈硬化症における重要な段階であると考えられる、低比重リポタンパク質（ＬＤＬ）の酸化的改変は、リポタンパク質関連抗酸化剤によって保護される。ＬＤＬは、ＬＤＬの１粒子あたり、およそ１個のカロチノイド、および１２個のαトコフェロール分子（各々のＬＤＬ粒子における酸化可能な脂質の約２，３００分子と比べて比較的少数）を含む（Ｒｏｍａｎｃｈｉｋら、１９９５）。いくつかの酸化的補充物（例えば、αトコフェロール）は、一貫してＬＤＬが酸化に抵抗する能力を強化するようである（Ｅｓｔｅｒｂａｕｅｒら、１９９１；Ａｖｉｒａｍ，１９９９）。しかし、βカロチンは、一貫して低い保護能力を示す（Ｇａｚｉａｎｏら，１９９５；Ｒｅａｖｅｎら，１９９４）。対照的に、Ｌｉｎら（１９９８）は、健康な女性におけるβカロチンの枯渇は、酸化に対するＬＤＬの感受性を増大するが、正常な取り込みは、ＬＤＬに対する保護をもたらすことを示した。最も近年においては、βカロチン（ただしリコピンではない）による食事の補充は、内皮細胞を阻害する（ＬＤＬの酸化によってエキソビボで媒介された）ことが示された（Ｄｕｇａｓら，１９９９）。カロチノイドの混合物は、脂質過酸化に対してリポソームを保護するのにおいて、いずれの単一のカロチノイドよりも（Ｓｔａｈｌら，１９９８）、そして膜およびＬＤＬにおける抗酸化剤として、効果的であることが見出されている。さらに、カロチノイドは、ビタミンＥ抗酸化効率を強化することが報告されている（Ｂｏｈｍら，１９９７；Ｆｕｈｒｍａｎら，１９９７；Ｆｕｈｒｍａｎ、およびＡｖｉｒａｍ，１９９９）。
【００３７】
アテローム発生の間にカロチノイドによって影響される、アテローム性動脈硬化症、およびＬＤＬ酸化：
アテローム性動脈硬化症は、西洋における罹患率および死亡率の主な原因であり、そしてその病因論は、動脈壁、血球、および血漿リポタンパク質の細胞の間の複雑な相互作用を包含する（Ｒｏｓｓ，１９９３）。マクロファージのコレステロール蓄積および泡沫細胞形成は、血漿低比重リポタンパク質（ＬＤＬ）由来の、これらの細胞におけるコレステロールのほとんどによる早期のアテローム発生の指標である。潜在的な病理的重大性を有するＬＤＬの最も研究された改変は、ＬＤＬ酸化である（Ｓｔｅｉｎｂｅｒｇら，１９８９）。アテローム性動脈硬化症における酸化型ＬＤＬの関与は、ヒトにおける、およびアポリポタンパク質Ｅ欠乏（Ｅ０）マウスのアテローム硬化症病変における酸化型ＬＤＬの存在から（Ｙｌａ−Ｈｅｒｔｔｕｌａら，１９８９；Ａｖｉｒａｍら，１９９５）、アテローム硬化症患者由来のＬＤＬの酸化に対する感受性の増大から、そしてまた、いくつかの食餌性抗酸化剤の抗アテローム発生から（Ｓｔｅｉｎｂｅｒｇら，１９９２；Ｆｒａｎｋｅｌら，１９９３；Ａｖｉｒａｍ，１９９６）、示唆される。
【００３８】
高比重リポタンパク質（ＨＤＬ）は、抗アテローム発生活性に関連しており、そしてＨＤＬレベルは、アテローム性動脈硬化症を発症するリスクに反比例している。血清中でＨＤＬと物理的に会合する酵素であるパラオキソナーゼは、アテローム発生のリスクに反比例することが示されている（Ｗａｔｓｏｎら，１９９５；Ａｖｉｒａｍ，１９９９）。アテローム性動脈硬化症のＬＤＬ酸化仮説によって、アテローム性動脈硬化症のための可能性のある予防的処置として、ＬＤＬ酸化に対する抗酸化剤の役割に対して広範な検討が行われた。ＬＤＬ酸化に対する抗酸化防御を与える、天然の食品を同定する労力が払われる。
【００３９】
食餌におけるフラボノイドの消費は、冠状動脈性心臓病による死亡率と反比例していることが示されている（Ｈｅｒｔｏｇら，１９９３；Ｋｎｅｋｔら，１９９６）。赤ワインから抽出したフラボノイドは、インビトロで添加された場合、ＬＤＬ酸化を保護し（Ｆｒａｎｋｅｌら，１９９３）、そして赤ワインの消費は、エキソビボにおいてＬＤＬ酸化を阻害することが示された（Ｋｏｎｄｏ，１９９４；Ｆｕｈｒｍａｎら、１９９５）。
【００４０】
カロチノイド消費は、以前の疫学的研究において、心血管系の死亡率の低下と関連することが示されている（Ｋｏｈｌｍｅｉｅｒ  ａｎｄ  Ｈａｓｔｉｎｇ，１９９５）。しかし、βカロチンが関与するいくつかの食餌介入トライアルでは、決定的な結果は得られていない（Ｍａｙｎｅ，１９９６）。Ｌｅｅら（１９９９）は、限定された時間、βカロチン補充を受けた健康な女性の間で、癌および他の心血管系疾患の頻度に関して利点も有害性も観察されなかったことを報告した。低い血清リコピンレベルは、リトアニア人集団およびスウェーデン人集団の横断的研究において、冠状動脈性心臓病によるリスクおよび死亡率の増大と関連した（Ｋｒｉｓｔｅｎｓｏｎら，１９９７；Ｒａｏ、およびＡｇａｒｗａｌ，１９９９）。Ｉｒｉｂａｒｒｅｎら（１９９７）は、キサントフィルルテインおよびゼアキサンチンが、過度の頸動脈内膜の医学的肥厚と最も強い逆相関を有するカロチノイドであることを見出した。
【００４１】
癌およびカロチノイドの効果：
特定の細胞のトランスフォーメーションによって、続いて未制御の細胞増殖およびその後の剥落の能力による腫瘍部位の侵襲、血流中への移行、ならびに遠位部における転移形成によって、癌の発生は特徴付けられる（Ｉｌｙａｓら，１９９９）。これらの段階は全て、多数の細胞変質を含み、この変質としては、増殖速度の変化、腫瘍抑制遺伝子の不活性化、およびアポトーシスの阻害が挙げられる（Ｇｏｌｄｓｗｏｒｔｈｙら、１９９６；Ｋｎｕｄｓｅｎら，１９９９；Ｉｌｙａｓら，１９９９）。
【００４２】
食餌の公開によって、多数の類上皮癌症例（とりわけ、口腔癌、および結腸癌）の疫学において重要であると考えられる環境的な要因の１つが得られる。抗酸化特性を有する多数の微量栄養素の癌阻害特性は、近年、主に実験的動物モデルにおいて（Ｊａｉｎら，１９９９）、細胞培養研究（Ｓｃｈｗａｒｔｚ、およびＳｈｋｌａｒ，１９９２）、およびいくつかのヒトでの研究において（Ｓｃｈｗａｒｔｚら，１９９１）実証されている。疫学的な証拠は、変性性疾患のリスクの低下を伴う、野菜および果実における栄養の豊富さに関連しており、その証拠は特に癌について説得力がある（Ｂｌｏｃｋら，１９９２）。疫学的研究によって、ヒトの癌の頻度が、カロチノイドの食餌による取り込み、および血漿中におけるカロチノイドの濃度と逆相関することが示唆される（Ｚｉｅｇｌｅｒ，１９８８）。種々のカロチノイドが、通常食べられる食物に存在し、これらの成分は、組織および血漿に蓄積する。動物での研究および培養された細胞の研究によって、αカロチン、βクリプトキサンチン、アスタキサンチン、およびリコピンのような多くのカロチノイドが、抗腫瘍形成性活性を有することが示されている。（Ｍｕｒａｋｏｓｈｉら，１９９２；Ｔａｎａｋａら，１９９５；Ｌｅｖｙら，１９９５）。しかし、癌の予防のためのβカロチンの使用に関わる、矛盾する報告がある（Ｈａｎｎｅｋｅｎｓら，１９９６）。抗酸化状態と癌との間の関係を評価するための多施設症例コントロール研究によって、リコピン（ただし、βカロチンではない）が、野菜の消費の防御効果に寄与することが示されている（Ｋｏｈｌｍｅｉｅｒら，１９９７）。
【００４３】
抗酸化微量栄養素の癌阻害の推定される生物学的機構は、以下である：．
（１）細胞傷害性免疫細胞の産生およびサイトカインの産生の強化（Ｓｃｈｗａｒｔｚら，１９９０）。
（２）野生型ｐ５３のような癌抑制遺伝子の活性化（Ｓｃｈｗａｒｔｚら，１９９３）、またはＨａ−ｒａｓおよび変異ｐ５３のような癌遺伝子の不活性化（Ｓｃｈｗａｒｔｚら，１９９２）。
（３）腫瘍血管形成に関与する脈管形成促進因子の阻害（Ｓｃｈｗａｒｔｚ  ａｎｄ  Ｓｈｋｌａｒ，１９９７）。
【００４４】
口腔および結腸の癌の一次予防または薬物に基づく治療は、公衆衛生の目標であるが、遺伝子レベル、生殖細胞系列レベル、体細胞レベル、免疫学的レベル、および血管原性のレベルでの機構の理解における大幅な進歩にもかかわらず、依然として実現可能ではない。従って、予防的栄養摂取における大きな関心は、癌を防止するための、いくつかのビタミンおよびカロチノイドのような、抗酸化活性を有する食餌の成分の役割に対して集中していた（Ｗｅｉｓｂｕｒｇｅｒ，１９９９）。
【００４５】
口腔癌：
口腔癌の頻度は、西洋における全ての癌の症例の４〜５％である。扁平上皮細胞癌（ＳＣＣ）は、口腔癌の症例の９５％を構成する。口腔癌におけるリスクファクターとしては、主なリスクファクターとしてタバコ、およびアルコール乱用（特にタバコと併用される場合）が挙げられる（Ｄｅ  Ｓｔｅｆａｎｉら，１９９８；Ｈａｒｔら，１９９９；Ｓｃｈｉｌｄｔら，１９９８；Ｄａｍｍｅｒら，１９９８；Ｂｕｎｄｇａａｒｄら，１９９５）。ウイルス感染（特に、いくつかの種のヒトパピローマウイルス（ＨＰＶ）による）は、良性および悪性の両方の口腔病変を伴っている（Ｓｍｉｔｈら、１９９８）。
【００４６】
白斑症は、最も通常の新生物発生前の状態である。白斑症は、口腔粘膜上の白色病変として存在するが、紅斑白板症は、白斑症の改変型であって、その臨床的症状としては、紅斑性領域が同様に挙げられる。生検した場合、白斑症は、角質増殖、異形成症から上皮内癌または浸潤癌にさえ及ぶ組織学的変化のスペクトルを示し得る。形成異常の変化は、紅斑白板症において、より頻繁である。白斑症は、新生物発生前病変であると考えられ、経時的な悪性のトランスフォーメーションの１５％のリスク（最初の生検において異形成が診断されない場合）、および３６％までのトランスフォーメーション（最初の生検の時点で異形成を有する病変について）を担持する（Ｍａｏ，１９９７）。白斑症は、ほとんどの症例においてタバコの使用と関連しているが、非喫煙女性における白斑症の症例は、さらに高いリスクを有する。白斑症が診断される場合、処置プロトコールは、リスク習慣の中止、および頻繁な追跡調査（反復生検を含む）から構成される。有効な長期予防処置はまだ利用可能ではない。
【００４７】
Ｋｉ６７、ＰＣＮＡ、ＣｙｃｌｉｎＤｌ、ｐ５３、ｐ１６、およびｐ２１は全て、細胞周期関連タンパク質であり、口腔癌および前癌において過剰発現され、そして癌の症例における陰性診断と関連する（Ｓｃｈｏｅｌｃｈら，１９９９；Ｙａｏら，１９９９；Ｂｉｒｃｈａｌｌら，１９９９）。
【００４８】
（口腔癌の予防におけるカロチノイドの役割：）
ビタミンＡおよびその誘導体は、全身投与または局所適用によって、白斑症の退縮に有益であることが示されている。口腔癌の場合、ビタミンＡおよびその誘導体は、二次的な癌のリスクを減少することが示されている（Ｈｏｎｇら，１９９０；Ｇｒａｖｉｓら，１９９９）。しかし、長期の使用において、それらは、重大な副作用を伴っており、その病変は、処置が中止されれば再発する傾向にある。βカロチンは、重大な副作用を伴わず、悪性のトランスフォーメーションの阻害において、それらが有効であり得ることを示す実験的研究からの証拠が存在するが、口腔癌および前癌のための臨床使用におけるそれらの効率に関して、矛盾したデータが存在する（Ｓｔｉｃｈら，１９９８）。最近の研究によって、喫煙者における血清βカロチンおよび組織βカロチンのレベルの有意な低さ（これらの喫煙者は、口腔癌を発症するリスクがある）が示されている（Ｃｏｗａｎら，１９９９）。
【００４９】
口腔癌の予後は一般的に芳しくない。口腔癌の症例の平均５年生存率は、約５０％であり、かなり改善された診断および処置のツールが導入されているが、ここ２０年にわたって生存は改善されていない。
【００５０】
処置は、外科的照射および化学療法からなり、ほとんどの場合、生活の質に対する重篤な影響（例えば、審美的、咀嚼、および会話の障害）を伴う。
【００５１】
口腔癌の芳しくない予後の観点から、前悪性段階での予防および退縮は、極めて重大である。しかし、白斑症のような前悪性病変が同定されるとき、依然として、慣用的な診療においては、効率的な処置様相はごくわずかしか利用できない。従って、リスクのある患者で長期の使用を可能にするために、新しい化合物であって、既存の病変を退縮させ、そしてそれらの悪性へのトランスフォーメーションを防ぐことが可能であり、副作用が最小であるか全く伴わない、化合物を同定する、継続的な努力が必要である。原発性の口腔癌を有する患者において二次的な癌のリスク（これは、３６％程度の高さである）を低下させる化学防御剤を見出すことも重要である。
【００５２】
結腸癌：
結腸癌は、癌の３番目に最も一般的な形態であり、世界中の１年間の新しい症例の全体的推定は、全ての新しい癌症例の約１０％に相当する。この疾患は、イスラエルを含む西洋人の国で最も頻度が多い。疫学的研究によって、結腸癌の疫学における食餌の主な役割が強調された。疫学的研究および実験的研究において病原因子または保護因子を同定する試みによって、いくつかの矛盾がもたらされた。それにもかかわらず、結腸直腸癌コントロールのための展望は、明るく、多数の可能性のあるアプローチが有意義であることが証明されている。Ｂｒａｓ、およびａｓｓｏｃｉａｔｅｓ（１９９９）は近年、家族性腺腫様ポリポーシス患者において、結腸直腸癌を高度に発症しやすい集団は、酸化促進状態／抗酸化状態の不均衡を示すことを実証した。さらに、アスコルビン酸塩およびトコフェロールのレベルは、この集団ではかなり低かった。Ｃｏｌｌｉｎｓら（１９９８）は、異なる欧州の５カ国からの集団において、リンパ球ＤＮＡにおける平均８−オキソデオキシグアノシン（８−オキソ−ｄＧ）濃度が、結腸直腸癌と有意な正の相関を示したことを示した。結腸癌を有する患者は、健康な被験体に比べてそれらの抗酸化の余裕の有意な減少があることが理解される。これらの研究によって、結腸直腸癌における保護因子を同定するためのアプローチの１つは、平衡のとれた酸化状態を提供するか、または抗酸化仮説をあてはめるアプローチであるという概念が支持される。この仮説によって、果実および野菜に存在するビタミンＣ、ビタミンＥ、およびカロチノイドは、脂質およびＤＮＡに対する酸化的損傷を防止することによって癌に対する保護を提供するということが提唱される。
【００５３】
結腸癌の予防におけるカロチノイドの役割：
近年の研究によって、種々の癌、とりわけ、結腸癌に対する、カロチノイドおよび抗酸化剤、リコピンおよびリコピンの豊富なトマトの防御効果が示唆される。
【００５４】
リコピン、またはトマトのジュース／水溶液を給餌された、誘導された結腸癌を有するラットは、コントロール群よりも低頻度の結腸癌を有することが示された。ラットがカルシノーゲンを投与され、そしてリコピンを投与された（６％オレオレジン補充の形態で）研究において、強化された抗酸化特性を伴う、結腸の前新生物形成に対する防御効果が観察された（Ｊａｉｎら，１９９９）。マウス肺新生物形成のリコピンによる化学防御がまた報告されている（Ｋｉｍら，１９９７）。Ｋｉｍら（１９８８）は、マウスにおける結腸癌発生に対する、カロチノイド（例えば、フコキサンチン、ルテイン、およびフェノール類）、クルクミンおよびその誘導体テトラヒドロクルクミン（ＴＨＣ）などの効果を評価した。フルコキサンチン、ルテイン、クルクミン、およびＴＨＣは、コントロール群に比べて、異常な陰窩病巣の数を有意に減らした。増殖速度はこの処置後に低下し、ＴＨＣによってさらに高い有効性が見られた。Ｎａｒｉｓａｗａおよび共同研究者によって、βカロチンを除いて、同様の効果が報告された（１９９６）。
【００５５】
Ｐａｐｐａｌａｒｄｏら（１９９７）によって実施されたヒトでの研究は、健康な被験体、ならびに前癌状態および癌病変を有する被験体において、組織および血漿におけるカロチノイドの状態を比較した。癌の被験体は、健康な被験体のカロチノイドよりも低レベルのカロチノイドを有した。
【００５６】
トウガラシの遺伝および育種：
トウガラシは、野菜作物の中でも最も豊富なカロチノイドの供給源のうちの１つである。トウガラシのほとんどの栽培用亜種は、Ｃａｐｓｉｃｕｍ  ａｎｎｕｕｍ種に属する；トウガラシの育種は、野菜、香辛料、装飾品、または薬用植物としての使用に適した品種および亜種の開発に、主に集中しかつ展開してきた。トウガラシの化学的、かつ栄養的な組成の改良に向けられてきた研究は少ない（Ｂｏｓｌａｎｄ，１９９３；Ｐｏｕｌｏｓ，１９９４）。カプサンチンは、トウガラシの実の主なカロチノイドであり、その含量は、主な遺伝子および多遺伝子（ポリジーン）によって制御される；その生合成経路にそっていくつかの遺伝子が同定されている（Ｌｅｆｅｂｖｒｅ，１９９８）。
【００５７】
トウガラシの実由来のカロチノイド：
トウガラシの実（特にパプリカ栽培種由来）を、食品着色料として粉末およびオレオレジンの形態で用いる。これらの産物は、カロチノイドが極めて豊富であり、それらのいくつかは、トウガラシの実に特異的である。ケトカロチノイド、カプサンチンは、トウガラシにのみ存在し、この野菜におけるカロチノイドの５０％に相当し、そしてその赤い色に寄与する。ゼアキサンチンおよびルテイン、βカロチン、およびβクリプトキサンチンは、それぞれ２０％、１０％、および５％の濃度でトウガラシ中において見出されるさらなるカロチノイドである（Ｌｅｖｙら，１９９５）。カプサンチンは、完熟した実における総カロチノイドの３０〜６０％を占める。カプサンチンは、脂肪酸でエステル化される（非エステル化２０％；モノエステル化２０〜３０％；ジエステル化４０〜５０％）。エステル化されたカプサイシンの脂肪酸は、主としてラウリン酸（１２：０）、ミリスチン酸（１４：０）、およびパルミチン酸（１６：０）である。
【００５８】
遺伝子操作によるトウガラシの高度に着色された実におけるカロチノイド濃度の増大は、食品着色料としての実の品質だけでなく、カロチノイド（特にカプサイシン）の重要な供給源としても改良していると思われる。育種系統４１２６は、生重量１００グラムあたり約２４０ｍｇのカロチノイドを含み、そのうち１２０ｍｇはカプサイシンである（Ｌｅｖｙら，１９９５）。トマトは、生重量１００グラムあたり約５ｍｇのリコピンを含み、そして特別に育種された系統でのみ、生重量１００グラムあたり１５ｍｇのリコピンのレベルが達成されることが見出された。カロチノイド含量における大きな相違によって、高いカロチノイド濃度を有する適切な食品供給源としてのトウガラシ栽培品種の高い能力が強調される。
【００５９】
カロチノイドのバイオアベイラビリティ：
カロチノイドの親油性の結果として、カロチノイドはしばしば、タンパク質、脂質、および線維との食品マトリックス中に複合されて見出される。カロチノイドの吸収が生じるためにはいくつかの工程が必要である。食品マトリックスは、消化されなければならず、そしてカロチノイドは物理的かつ生化学的に放出されて、脂質および胆汁酸塩と合わされてミセルを形成しなければならない。このミセルは、吸収のために腸の刷子縁に移動され、引き続く処理のために腸細胞中に輸送されなければならない。カイロミクロンは肝臓に移動して、異なる器官への分布のためにリポタンパク質によって輸送される。カイロミクロン残余物におけるカロチノイドの一部は、肝臓取り込みの前に肝外組織によって取り込まれる（Ｌｅｅら，１９９９）。このように多くの因子が、吸収に、従って食餌性カロチノイドのバイオアベイラビリティに影響する。ヒトは、種々のカロチノイドをインタクトに吸収し、そしていくつかのカロチノイド（例えば、βカロチン、βクリプトキサンチン、およびαカロチン）が、個体のビタミンＡ状態に寄与し得る（Ｏｌｓｏｎ，１９９９）。Ｍａｔｈｅｗｓ−Ｒｏｔｈら（１９９０）は、ラットおよびアカゲザルにおいて、（１４Ｃ）カンタキサンチン（代表的なキサントフィル）、および（１４Ｃ）リコピン（非環式炭化水素カロチノイド）の吸収および分布を研究した。彼らは、肝臓が両方の最高量を蓄積したことを示したが、リコピンのクリアランスは、カンタキサンチンよりもかなり遅かった。Ｓｔａｈｌ、およびＳｉｅｓ（１９９２）は、ヒト血漿におけるリコピン濃度が、熱処理したトマトジュースの消費によって増大されたことを示した。近年、ヒトにおいて、パプリカジュース（３４．２μモルのカプサイシンを含有）および１週後のトマトスープ（１８６．３μモルのリコピンを含有する）の単回摂取によって、両方の供給源からの血漿カロチノイドの上昇が生じたことが見出された。この血漿は、脱エステル化カロチノイドのみを含み、このカロチノイドは非エステル化カプサンチンを含む。この結果はまた、カプサンチンが、リコピンよりも急速に血漿から消失することを示す（Ｏｓｈｉｍａら、１９９７）。カンタキサンチンおよびオレオレジンパプリカを補充した食餌をニジマスに給餌した。カンタキサンチンは、パプリカカロチノイドよりもニジマスの肉に効率的に吸収された（Ａｋｈｔａｒら、１９９９）。
【００６０】
脂肪酸を用いてエステル化したカロチノイドのバイオアベイラビリティ：
ヒトおよび動物におけるパプリカカロチノイドのバイオアベイラビリティは、βカロチンまたはカンタキサンチンよりも低いことが示された（Ａｋｈｔａｒら、１９９９）。この低下した吸収の理由の１つは、ほとんどのカロチノイドが、脂肪酸とのエステル型であるために生じるようである。ここで、膵臓のリパーゼがパプリカカロチノイドの脱エステル化を、極めて限られた程度しか触媒しないことが示されている。このことによって、動物におけるパプリカからのカロチノイドの低いバイオアベイラビリティが説明できる。
【００６１】
このように、トウガラシの実は、他の全ての供給源と比較してカロチノイドにおいて最も豊富であるが、トウガラシカロチノイドのバイオアベイラビリティは、芳しくない。なぜならトウガラシカロチノイドは、脂肪酸とエステル化しており、このことが腸におけるトウガラシカロチノイドの効率的な取り込みを妨げるからである。
【００６２】
エステル化されたカロチノイドの酵素処理：
いくつかの研究は、エステル化されたカロチノイドが酵素的加水分解の基質であるかもしれないということを示している。Ｍａｓａｈｉｒｏらに対する日本の特開昭５９−９１１５５は、エステル交換反応によって天然のカロチノイド含有材料から安定な無臭の色素を製造する方法を教示する。著者らは、薄膜または落下膜装置を使用する分子蒸留が、オレオレジンの有臭の不飽和脂肪酸残基の飽和脂肪酸への化学変換後にカロチノイドを精製するために使用されることができること、およびカンジダ・シリンドラセア（カンジダ・ルゴーサとして再命名された）からのリパーゼがエステル交換反応における補助剤として有用であることができることを証明した。そこに開示されているエステル交換された脂肪酸含有カロチノイド色素は天然の色素より安定で臭いが少ないが、遊離のカロチノイドの生成は言及されていない。
【００６３】
リパーゼはビタミンＡのエステルのインビボ加水分解において重要であることが知られている（Ｈａｒｒｉｓｏｎ，Ｊ  Ｎｕｔｒ  ２０００；１３０：３４０Ｓ−３４４Ｓ）。同様に、リパーゼはビタミンＡの合成において、ビタミンＡ前駆体のアシル化およびエステル化において（Ｏｒｓａｔらに対する米国特許第５９０２７３８号；Ｍａｕｇａｒｄら、Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ  Ｐｒｏｇ  ２０００；１６：３５８−３６２）およびカロチノイド（３Ｒ，３′Ｒ，６′Ｒ）ルテインの（３Ｒ，３′Ｒ）ゼアキサンチンへのエステル化において（Ｋｈａｃｈｉｋ  Ｆ，Ｊ  Ｎａｔ  Ｐｒｏｄ；２００３：６６：６７−７０）使用されている。
【００６４】
腸におけるカロチノイド代謝を任う主要なリパーゼを同定する試みにおいて、Ｂｒｅｉｔｈａｕｐｔら（Ｃｏｍｐａｒ．Ｂｉｏｃｈｅｍ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｏｌ  ＰａｒｔＢ  ２００２；１３２：７２１−２８）は、様々な赤色および黄色カロチノイドおよびその誘導体（ビタミンＡ）に対する多数のリパーゼの基質特異性を比較した。彼らは、レチニルパルミテートは膵臓のリパーゼによって容易に加水分解されるが、カロチノイドジエステルは膵臓のリパーゼおよびカンジダ・ルゴーサのリパーゼに対して不十分な基質であることを見出した。コレステロールエステラーゼを用いて得られた結果は良好であったが、レチニルパルミテートを用いて得られた結果と同様に、定量的脱エステル化は観察されなかった。
【００６５】
Ｂｒｅｉｔｈａｕｐｔ（Ｂｒｅｉｔｈａｕｐｔ，ＤＥら、Ｚ．Ｎａｔｕｒｆｏｒｓｃｈ  ２０００；５５：９７１−７５）およびＫｈａｃｈｉｋ（Ｋｈａｃｈｉｋ  Ｆら、Ａｎａｌ  Ｃｈｅｍ  １９９７；６９：１８７３−８１）はリパーゼを使用した天然カロチノイドの部分的加水分解を記述する。Ｋｈａｃｈｉｋらはヒトの乳および血清におけるカロチノイドおよびカロチノイド代謝物の分析のためにリパーゼを使用した。Ｂｒｅｉｔｈａｕｐｔは天然のエステル化された赤色および緑色トウガラシカロチノイドの酵素処理のためにシー・ルゴーサのリパーゼを使用したが、部分的にのみ成功し、ＨＰＬＣによって分析されるように脱エステル化されたカロチノイドとエステル化されたカロチノイドの混合物を含む調製物を生成した。天然カロチノイドの効果的、定量的な酵素的加水分解が同様に不可能であることが、シュードモーナス・フルオレセンスのコレステロールエステラーゼを使用して報告されている（Ｊａｃｏｂｓら、Ｃｏｍｐ  Ｂｉｏｃｈｅｍ  Ｐｈｙｓｉｏｌ  １９８２；７２Ｂ：１５７−１６０）。モノおよびジエステル化カロチノイドでのカロチノイド生成物の汚染を減少させることに対する彼の失敗の記述において、Ｂｒｅｉｔｈａｕｐｔは、赤色トウガラシカロチノイドカプサンチンのモノおよびジエステル化誘導体の残存はリパーゼの基質特異性によるものであるという仮説を立て、「ジエステル化カロチノイドおよびモノエステル化カロチノイドは好ましい基質ではない」と結論付けた（Ｂｒｅｉｔｈａｕｐｔ，ＤＥ  Ｚ．Ｎａｔｕｒｆｏｒｓｃｈ  ５５ｃ；第９７４頁右欄〜第９７５頁左欄）。
【００６６】
従って、ヒトおよび動物に対して、このようなカロチノイドにバイオアベイラビリティを付与するために、化学的加水分解に固有の制限を有さないエステル化されたカロチノイドの効率的な脱エステル化方法についての必要性が広範に認識されており、そしてその方法を有することは極めて有利である。
【発明の開示】
【００６７】
本発明の１つの局面によれば、トウガラシオレオレジンを抽出する方法が提供される。この方法は、以下を包含する：水中のトウガラシの実をジュースにホモジナイズする工程；ペレットを得るためにこのジュースを遠心分離する工程；このペレットをエタノールおよび酢酸エチルと混合する工程；このペレットをエタノールおよび酢酸エチルとホモジナイズする工程；乾燥材料を除去する工程；ならびにトウガラシオレオレジンを得るために溶媒をエバポレートする工程。
【００６８】
以下に記載の本発明の好ましい実施形態におけるさらなる特徴に従って、トウガラシの実と水との間の重量比は、水２０〜６０部に対して実が８０〜１２０部である。
【００６９】
この記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、このトウガラシの実は凍結される。
【００７０】
この記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、このトウガラシの実は新鮮である。
【００７１】
この記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、このジュースは、２０，０００〜３０，０００ｇで１０〜３０分間、遠心分離される。
【００７２】
この記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、このペレットは、エタノールの１〜３部、および酢酸エチルの５〜１５部と混合される。
【００７３】
この記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、乾燥材料を除去する工程は、遠心分離による。
【００７４】
この記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、溶媒をエバポレートする工程は、４０〜５０℃である。
【００７５】
この記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、溶媒をエバポレートする工程は、減圧下である。
【００７６】
本発明の別の局面によれば、カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大するのにおいてエステラーゼの効率を決定する方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかが脂肪酸エステル化カロチノイドである方法が提供される。この方法は、予め選択された実験条件のもとで、このカロチノイドの供給源とエステラーゼとを接触させる工程；ならびに、このカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分の増大においてエステラーゼの効率を決定するためにカロチノイド検出アッセイを用いる工程を包含する。
【００７７】
本発明のなお別の局面によれば、カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大するのにおいて有効なエステラーゼについてスクリーニングする方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかが脂肪酸エステル化カロチノイドである方法が提供される。この方法は、予め選択された実験条件のもとで、このカロチノイドの供給源を別々に、各々のエステラーゼと接触させる工程；ならびに、このカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分の増大において各々のエステラーゼの効率を決定するためにカロチノイド検出アッセイを用い、これによってこのカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分の増大において有効なエステラーゼについてスクリーニングする工程を包含する。
【００７８】
本発明のなお別の局面によれば、カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大するための反応条件を最適化する方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかが、エステラーゼを介した、脂肪酸エステル化カロチノイドである方法が提供される。この方法は、予め選択された異なる実験条件のもとで、このカロチノイドの供給源とエステラーゼと接触させる工程；ならびに、各々の予め選択された異なる実験条件のもとで、このカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分の増大におけるエステラーゼの効率を決定するためにカロチノイド検出アッセイを用い、これによって、このカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分の増大のための反応条件を最適化する工程であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかが、エステラーゼを介した、脂肪酸エステル化カロチノイドである工程、を包含する。
【００７９】
本発明のなお別の局面によれば、カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大するための方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかが、脂肪酸エステル化カロチノイドである方法が提供される。この方法は、脂肪酸エステル化カロチノイドを脱エステル化するのに有効な条件下で、このカロチノイドの供給源と有効量のエステラーゼとを接触させ、これによって、このカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大する工程、を包含する。
【００８０】
本発明のなお別の局面によれば、カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大させる方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかが脂肪酸エステル化カロチノイドである方法であって、
前記方法が、脂肪酸エステル化カロチノイドを脱エステル化するのに有効な条件下でカロチノイドの供給源を有効量のエステラーゼと接触させることを含み、脂肪酸エステル化カロチノイドを脱エステル化するのに有効な前記条件が、以下のものからなる群から選択される少なくとも一つの添加剤の添加によって特徴付けられ、これによってカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大させる方法が提供される：
セルロース分解酵素；
タンパク質分解酵素；
ペクチン分解酵素；
乳化剤；及び
少なくとも一種の金属イオン。
【００８１】
本発明のさらに別の局面によれば、カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大させる方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかが脂肪酸エステル化カロチノイドである方法であって、
前記方法が、脂肪酸エステル化カロチノイドを脱エステル化するのに有効な条件下でカロチノイドの供給源を有効量のエステラーゼと接触させて少なくとも部分的に脱エステル化されたカロチノイドの供給源を生成させること、および少なくとも部分的に脱エステル化されたカロチノイドの前記供給源をアルカリ性条件下で酢酸エチルで抽出することを含み、これによってカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大させる方法が提供される。
【００８２】
本発明の別の局面によれば、カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大させる方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかが脂肪酸エステル化カロチノイドである方法であって、
前記方法が、脂肪酸エステル化カロチノイドを脱エステル化するのに有効な条件下でカロチノイドの供給源を有効量の固定されたエステラーゼと接触させることを含み、これによってカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大させる方法が提供される。
【００８３】
本発明のさらに別の局面によれば、カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大させる方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかが脂肪酸エステル化カロチノイドである方法であって、
前記方法が、脂肪酸エステル化カロチノイドを脱エステル化するのに有効な条件下でカロチノイドの供給源を有効量のエステラーゼおよび再生された乳化剤と接触させることを含み、これによってカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大させる方法が提供される。
【００８４】
本発明のなお別の局面によれば、カロチノイドの供給源におけるビタミンＥの画分を減少させる方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかが脂肪酸エステル化カロチノイドである方法であって、
前記方法が、脂肪酸エステル化カロチノイドを脱エステル化するのに有効な条件下でカロチノイドの供給源を有効量のエステラーゼと接触させて少なくとも部分的に脱エステル化されたカロチノイドの供給源を生成させること、および少なくとも部分的に脱エステル化されたカロチノイドの前記供給源からビタミンＥの画分をクロマトグラフィーにより抽出することを含み、これによってカロチノイドの供給源におけるビタミンＥの画分を減少させる方法が提供される。
【００８５】
以下に記載される本発明の好ましい実施形態におけるさらなる特徴によれば、この方法は、このカロチノイドの供給源から遊離のカロチノイドを抽出する工程をさらに包含する。
【００８６】
本発明のさらなる局面によれば、遊離のカロチノイドの増大した画分を有するカロチノイドの供給源が提供され、そして本明細書に記載の方法によって生成される。
【００８７】
本発明のさらなる局面によれば、本明細書に記載の遊離のカロチノイドの増大した画分を有するカロチノイドの供給源を含む食品添加物が提供される。
【００８８】
本発明のさらなる局面によれば、本明細書に記載の遊離のカロチノイドの増大した画分を有するカロチノイドの供給源を含む飼料添加物が提供される。
【００８９】
本発明のさらに別の局面によれば、酵素的に脱エステル化された赤色カロチノイドを含む組成物であって、少なくとも約４０重量％のカプサンチン、少なくとも約１５重量％のゼアキサンチンおよびカプソルテイン、少なくとも約２重量％のビオラキサンチン、少なくとも約１重量％のカプソルビン、少なくとも約５重量％のベータクリプトキサンチンおよび少なくとも約３重量％のベータカロチンによって特徴付けられ、脂質酸化によって測定されるような抗酸化剤活性によって特徴付けられる組成物が提供される。
【００９０】
以下に記載される本発明の好ましい実施形態におけるさらなる特徴によれば、カロチノイドの供給源は、このカロチノイドの供給源におけるカロチノイドの大部分が脂肪酸エステル化カロチノイドであるという点で特徴付けられる。
【００９１】
記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、カロチノイドの供給源は、トウガラシである。
【００９２】
記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、カロチノイドの供給源は、トウガラシ粉末である。
【００９３】
記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、カロチノイドの供給源は、パプリカである。
【００９４】
記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、カロチノイドの供給源は、トウガラシオイル抽出物である。
【００９５】
記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、カロチノイドの供給源は、トウガラシオレオレジンである。
【００９６】
記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、カロチノイドの供給源は、リンゴ、アンズ、アボガド、ブラッドオレンジ、シマホオズキ、カランボラ、チリ、クレメンタイン、キンカン、ビワ、マンゴー、ミネオーラ、ネクタリン、オレンジ、パパイア、桃、カキ、プラム、ジャガイモ、カボチャ、タンジェリンおよびズッキーニからなる群より選択される。
【００９７】
記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、エステラーゼは、リパーゼ、カルボキシルエステルエステラーゼ、およびクロロフィラーゼからなる群より選択され、好ましくはリパーゼである。
【００９８】
記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、このリパーゼは、細菌のリパーゼ、酵母のリパーゼ、カビのリパーゼ、および動物のリパーゼからなる群より選択される。
【００９９】
記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、このエステラーゼは固定されたエステラーゼである。
【０１００】
記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、予め選択された実験条件、予め選択された異なる実験条件、および／または脂肪酸エステル化カロチノイドを脱エステル化するのに有効な条件は、以下のうちの少なくとも１つを含む：セルロース分解酵素の添加；ペクチン分解酵素の添加；乳化剤の添加；および少なくとも１つの金属イオンの添加。
【０１０１】
記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、この少なくとも１つの金属イオンは、Ｃａ＋＋、およびＮａ＋からなる群より選択される。
【０１０２】
記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、この少なくとも１つの金属イオンの添加は、この金属イオンの少なくとも１つの塩の添加による。
【０１０３】
記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、この少なくとも１つの塩は、ＣａＣｌ２およびＮａＣｌからなる群より選択される。
【０１０４】
記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、セルロース分解酵素は、Ｃ１型β−１，４グルカナーゼ、エキソ−β−１，４グルカナーゼ、エンド−β−１，４グルカナーゼ、およびβグルコシダーゼからなる群より選択される。
【０１０５】
記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、このタンパク質分解酵素は、トリプシン、パパイン、キモトリプシン、フィシン、ブロメリン、カテプシン、およびレンニンからなる群より選択される。
【０１０６】
記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、このペクチン分解酵素は、ペクチンエステラーゼ、ペクチン酸リアーゼ、およびポリガラクトロナーゼからなる群より選択される。
【０１０７】
記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、この乳化剤は、非エステル乳化剤である。
【０１０８】
記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、この乳化剤は、レシチンである。
【０１０９】
記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、この乳化剤は、デオキシコール酸塩である。
【０１１０】
記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、この乳化剤は、ポリオキシエチルソルビタンモノラウレート（ＴＷＥＥＮ−２０）のような、ただしこれには限定されない、非イオン性界面活性剤である。
【０１１１】
記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、この乳化剤は、胆汁、アラビアゴム、または遊離脂肪酸のナトリウム塩に由来する。
【０１１２】
記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、この乳化剤は再生された乳化剤である。
【０１１３】
記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、このカロチノイド検出アッセイは、クロマトグラフィーアッセイである。
【０１１４】
記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、このクロマトグラフィーアッセイは、薄層クロマトグラフィーおよび高速液体クロマトグラフィーからなる群より選択される。
【０１１５】
本発明のさらに別の局面によれば、包装材料および少なくとも１つの抗酸化剤単位用量を含む製品であって、前記抗酸化剤単位用量が組成物を含み、この組成物が各単一単位用量中に少なくとも約４０重量％のカプサンチン、少なくとも約１５重量％のゼアキサンチンおよびカプソルテイン、少なくとも約２重量％のビオラキサンチン、少なくとも約１重量％のカプソルビン、少なくとも約５重量％のベータクリプトキサンチン、少なくとも約３重量％のベータカロチン、および少なくとも１０ｍｇ／ｇのビタミンＥ、並びに医薬的に許容され得るキャリアを含み、前記包装材料が、前記組成物は対象における抗酸化剤のレベルを増大させるためのものである旨を示すラベルまたは包装挿入物を含む製品が提供される。
【０１１６】
記載された好ましい実施形態におけるさらなる特徴によれば、この製品は約２０ｍｇ／ｇのビタミンＥを含む。
【０１１７】
記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、この組成物は、カルボキシメチルセルロース、微小結晶性セルロース、澱粉および変性澱粉からなる群から選択される医薬的に許容され得る賦型剤をさらに含む。
【０１１８】
記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、この抗酸化剤単位用量は経口投与のために設計されている。
【０１１９】
記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、この抗酸化剤単位用量は錠剤、カプセル形錠剤およびカプセルからなる群から選択される。
【０１２０】
記載された好ましい実施形態におけるなおさらなる特徴によれば、この組成物は液体用量形態である。
【０１２１】
本発明は、以下のものを提供することによって、現在公知の構成の欠点に首尾よく取り組む：カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大するのにおけるエステラーゼの効率を決定する方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかは脂肪酸エステル化カロチノイドである方法；カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大するのにおいて有効なエステラーゼについてスクリーニングする方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかは脂肪酸エステル化カロチノイドである方法；カロチノイドの供給源において遊離のカロチノイドの画分を増大するための反応条件を最適化する方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかは、エステラーゼを介して、脂肪酸エステル化されたカロチノイドである方法；ならびにカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大する方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかは脂肪酸エステル化カロチノイドである方法；ならびに遊離のカロチノイドの増大した画分を有するカロチノイドの供給源であって、食品添加物、および／または飼料添加物として機能し得る供給源；ならびに豊富な供給源であって、それから所望のカロチノイドの精製のために抽出することができる供給源。
【０１２２】
図面の簡単な記述
本明細書において、本発明は、添付の図面を参照して単なる例として記載される。ここで、図面を詳細に特に参照すれば、この詳細は、単に単に本発明の好ましい実施形態の一例としておよび例示的考察の目的のために示され、そして本発明の原理および概念的な局面の最も有用かつ容易に理解される説明と考えられるものを提供するために提示されるということが強調される。これに関して、発明の基本的な理解に必要であるよりも詳細な本発明の構造的詳細を示す企図はなされておらず、この図面とともにこの詳細な説明を考慮すれば、本発明のいくつかの形態が、実際にはどのように具体化され得るかということが当業者に明白になる。
図１は、天然のトウガラシカロチノイド（オレオレジンから得た）のＨＰＬＣクロマトグラムである。
図２は、化学的加水分解後の天然のトウガラシ（パプリカ）カロチノイドのＨＰＬＣクロマトグラムであり、このクロマトグラムは、ほとんど以下のおよそ９つのピークを含む：（ｉ）カプサンチン（６．１分）；（ｉｉ）ビオラキサンチン（７．３６分）；（ｉｉｉ）カプサンチン（８．８９分）；（ｉｖ）シス−カプサンチン（１０．３３分）；（ｖ）カプソルテイン（ｃａｐｓｏｌｕｔｅｉｎ）（１０．８３分）；（ｖｉ）ゼアキサンチン（１１．２分）；（ｖｉｉ）シス−ゼアキサンチン（１２．０分）；（ｖｉｉｉ）βクリプトキサンチン（１４．３６分）；ならびに（ｉｘ）βカロチン。
図３は、デオキシコール酸塩の存在下で、ペクチナーゼ、プロテアーゼ、セルラーゼ、およびリパーゼを用いた処理後の天然のトウガラシ（パプリカ）カロチノイドのＨＰＬＣクロマトグラムである。
図４は、デオキシコール酸塩およびリパーゼを用いた処理後のパプリカオレオレジンカロチノイドのＨＰＬＣクロマトグラムである。
図５ａ〜ｃは、種々の濃度（それぞれ２％、３％および４％）のデオキシコール酸およびリパーゼを用いた処理後のパプリカオレオレジンカロチノイドのＨＰＬＣクロマトグラムである。
図６は、本発明によって、トウガラシの実からオレオレジンを抽出する方法の工程を明示する。
図７ａ〜ｃは、新鮮なおよび再生されて固定されたカンジダ・ルゴーサのリパーゼで抽出されたパプリカオレオレジンカロチノイドのＨＰＬＣクロマトグラムである。１００ｍｇ当量のマトリックスに結合したカンジダ・ルゴーサのリパーゼは、以下の材料および実験方法の欄に記述されるように、２０ｍｇのパプリカオレオレジンをデオキシコール酸塩および水の存在下で３７℃で２４時間撹拌し、続いて酢酸エチル抽出することによって抽出するために使用された。図７ａは、新しく調製された固定されたリパーゼでオレオレジンを抽出した後のＨＰＬＣクロマトグラムを示す。図７ｂおよび図７ｃは、使用後の沈澱によって収集された再生されて固定されたリパーゼで抽出した後のオレオレジンの新鮮なサンプルのＨＰＬＣクロマトグラムを示す。新鮮な固定されたリパーゼを使用したＨＰＬＣプロファイル（図７ａ）と、一回再生させた固定されたリパーゼを使用したＨＰＬＣプロファイル（図７ｂ）と、二回再生させた固定されたリパーゼを使用したＨＰＬＣプロファイル（図７ｃ）の同一性に注意されたい。このことは、酵素活性の有意な損失がないことを示す。
図８は、再生されてマトリックスに結合されたリパーゼのリパーゼ活性の保持を示す。酵素活性（新鮮なマトリックスに結合されたリパーゼと比較したパプリカオレオレジンの脱エステル化のパーセントとして表わされる）は、３サイクルの抽出およびリパーゼの回収の後も有意な損失を示さず安定なままであった。
図９ａ〜ｄは、新鮮なおよび再生されたデオキシコール酸塩で抽出したパプリカオレオレジンカロチノイドのＨＰＬＣクロマトグラムである。２０ｍｇのパプリカオレオレジンは、以下の材料および実験方法の欄に記述されるように、２００ｍｇの新鮮なまたは再生されたデオキシコール酸塩および水の存在下で３７℃で２４時間撹拌し、続いて酢酸エチルで抽出することによって、固定化されたリパーゼで抽出された。図９ａは、新しく調製されたデオキシコール酸塩でオレオレジンを抽出した後のＨＰＬＣクロマトグラムを示す。図９ｂ〜ｄは、使用後の凍結乾燥またはオーブン乾燥による水性相の脱水によって再生されたデオキシコール酸塩で抽出した後のオレオレジンの新鮮なサンプルのＨＰＬＣクロマトグラムを示す。新鮮なデオキシコール酸塩を使用したＨＰＬＣプロファイル（図９ａ）と、一回再生されたデオキシコール酸塩を使用したＨＰＬＣプロファイル（図９ｂ）と、二回再生されたデオキシコール酸塩を使用したＨＰＬＣプロファイル（図９ｃ）と、三回再生されたデオキシコール酸塩を使用したＨＰＬＣプロファイル（図９ｄ）の同一性に注意されたい。このことは、再生により乳化活性に有意な損失がなく、乳化活性が見かけ上増大することを示す。
図１０は再生されたデオキシコール酸塩の乳化活性の保持を示す。酵素活性（新しく調製されたデオキシコール酸塩と比較したパプリカオレオレジンの脱エステル化のパーセントとして表わされる）は、３サイクルの乾燥およびデオキシコール酸塩の再構成の後も有意な損失を示さず、見かけ上増大し、安定なままであった。
図１１ａおよび図１１ｂは、ＦｌｕｒａｓｉｌカラムによるビタミンＥの効果的な除去を示す脱エステル化されたパプリカオイルのＨＰＬＣクロマトグラムである。ビタミンＥに富む脱エステル化されたパプリカオイル（保持時間＝５．１分、図１１ａ）は、ヘキサンで平衡化されたＦｌｏｒｉｓｉｌカラムで分離され、ヘキサンで洗浄されて黄色のカロチノイドを除去された。赤色カロチノイド（キサントフィル）は酢酸エチルで溶出され、ＨＰＬＣで分析された（図１１ｂ）。Ｆｌｕｒａｓｉｌ精製の後、赤色カロチノイドのビタミンＥ含有量が４０倍以上減少していることに注意されたい（図１１ｂ、５．１分の保持時間）。
図１２は、水中での色の維持による、酵素的に脱エステル化されたパプリカオレオレジンの優れた安定性を示す表である。０．１５％または０．０３％のＴｗｅｅｎ−２０界面活性剤を含む水中で調製されたパプリカオレオレジンエマルション（１ｍｇ／１００ｍｌの水）の４７４ｎｍ（赤色）での吸光度は、分光光度計によって測定された。低い界面活性剤（０．０３％）条件では３０日を超える貯蔵後も脱エステル化されたオレオレジンの優れた色安定性が見られることに注意されたい。
図１３ａ〜ｄは、様々な条件下で抽出された酵素的に脱エステル化されたパプリカオレオレジンカロチノイドのＨＰＬＣクロマトグラムである。図１３ａは、ヘキサンで抽出された酵素的に脱エステル化されたパプリカオレオレジンカロチノイドのＨＰＬＣクロマトグラムを示す。図１３ｂは、酢酸エチルで抽出された酵素的に脱エステル化されたパプリカオレオレジンカロチノイドのＨＰＬＣクロマトグラムを示す。図１３ｃは、ｐＨをｐＨ９．５に調整して酢酸エチルで抽出された酵素的に脱エステル化されたパプリカオレオレジンカロチノイドのＨＰＬＣクロマトグラムを示し、図１３ｄはｐＨ調整なしに酢酸エチルで抽出された酵素的に脱エステル化されたパプリカオレオレジンカロチノイドのＨＰＬＣクロマトグラムを示す。７４μｇの総カロチノイド／ｍｇオイルを含む２０ｍｇのパプリカオレオレジンは、リパーゼ、デオキシコール酸塩および水の存在下で３７℃で２４時間撹拌することによって脱エステル化された。以下の材料および実験方法の欄に記述されるように、酢酸エチルまたはヘキサン抽出が次に、ＮａＯＨでのｐＨ９．５への調整ありで（図１３ｃ）または調整なしで（図１３ｄ）行われた。すべてのＨＰＬＣクロマトグラムの同一性に注意されたい。
図１４ａおよび図１４ｂは、酵素的脱エステル化後のカロチノイドおよびビタミンＥの抽出の効率に対するｐＨ調整の効果を示す表である。図１４ａは、上述のようにオレオレジンの酵素的脱エステル化およびアルカリ処理（ｐＨ調整）または無処理（無調整）後のカロチノイド組成を比較する。図１４ｂは、抽出されたカロチノイドの組成（ｍｇ／ｇオイル）を質量で比較する。アルカリ処理の場合の、カプサンチン、ビタミンＥおよび他のカロチノイドのパーセントによる豊富さと、総カロチノイドおよびビタミンＥの極めて優れた回収との両方に注意されたい。
図１５ａおよび図１５ｂは、脂質酸化の阻害のグラフであり、酵素的に脱エステル化されたカロチノイドの優れた抗酸化剤特性を示す。脂質酸化（メトミオグロビン触媒されたジエン共役によって評価される）は、分光光度計で時間にわたって測定された。ビタミンＥを含む酵素的に脱エステル化されたカロチノイド（４０μＭ濃度）の抗酸化剤活性（キャプシビット、黒四角）およびビタミンＥを含まない酵素的に脱エステル化されたカロチノイド（４０μＭ濃度）の抗酸化剤活性（加水分解されたカロチノイド、黒三角）は、４０μＭのリコピン（ｘ）およびβカロチン（星印）と比較された。コントロールは、添加された抗酸化剤なしの脂質酸化の程度を示す（黒菱形）。血液のｐＨ（ｐＨ７．０、図１５ａ）および胃の酸性ｐＨ（ｐＨ３、図１５ｂ）の両方での、ビタミンＥを含む酵素的に脱エステル化されたカロチノイド（キャプシビット、黒四角）およびビタミンＥを含まない酵素的に脱エステル化されたカロチノイド（加水分解されたカロチノイド、黒三角）での脂質酸化の優れた阻害に注意されたい。
図１６ａおよび図１６ｂは、他のカロチノイド抗酸化剤と比較した、酵素的に脱エステル化されたカロチノイドの優れた抗酸化剤効果を示す棒グラフである。４０μＭでのβカロチンおよびリコピンと比較した、約６倍も大きい酸化からの脂質の保護を示す、１０μＭ（灰色四角）、２０μＭ（濃い灰色の四角）および４０μＭ（明るい四角）の抗酸化剤濃度での酵素的に脱エステル化されたカロチノイド（キャプシビットおよび加水分解されたカロチノイド）による脂質酸化の優れた阻害に注意されたい。
図１７は、パーセント組成（重量／重量）での、ビタミンＥを含む酵素的に脱エステル化されたカロチノイドおよびビタミンＥを含まない酵素的に脱エステル化されたカロチノイドの組成を示す表である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１２３】
本発明は、とりわけ以下の方法である：（ｉ）カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大するのにおけるエステラーゼの効率を決定する方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかは脂肪酸エステル化カロチノイドである方法；（ｉｉ）カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大するのにおいて有効なエステラーゼについてスクリーニングする方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかは脂肪酸エステル化カロチノイドである方法；（ｉｉｉ）カロチノイドの供給源において遊離のカロチノイドの画分を増大するための反応条件を最適化する方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかは、エステラーゼを介して、脂肪酸エステル化カロチノイドである方法；（ｉｖ）カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大する方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかは脂肪酸エステル化カロチノイドである方法；ならびに（ｉｖ）トウガラシオレオレジンを抽出する効率的な方法。本発明はさらにとりわけ、遊離のカロチノイドの増大した画分を有するカロチノイドの供給源であって、食品添加物、および／または飼料添加物として機能し得る供給源；ならびに豊富な供給源であって、それから所望のカロチノイドの実質的な精製のために抽出することができる供給源である。
【０１２４】
本発明の少なくとも１つの実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、以下の説明において記載されるか、または実施例によって実証される詳細に対する適用に限定されないことが理解されるべきである。本発明は、他の実施形態が可能であるか、または種々の方法で実施もしくは実行できる。また、本明細書において使用される専門語および用語は、説明の目的であって、限定と解釈されるべきではないことが理解されるべきである。
【０１２５】
本発明の１つの局面によって、トウガラシオレオレジンを抽出する方法が提供される。トウガラシの実は、新鮮であっても凍結であってもいずれでもよい。この方法は、以下の工程によって実施される：水中のトウガラシの実をジュースにホモジナイズする工程；ペレットを得るためにこのジュースを遠心分離する工程；このペレットを（直接または凍結後のいずれかに）エタノールおよび酢酸エチルと混合する工程；このペレットをエタノールおよび酢酸エチルとホモジナイズする工程；乾燥材料を除去する工程；ならびにトウガラシオレオレジンを得るために溶媒をエバポレート（ｅｖａｐｏｒａｔｅ）する工程。
【０１２６】
本明細書においてさらに詳細にかつ例証されるとおり、乳化されたカロチノイドは、好ましくはセルラーゼおよびペクチナーゼの存在下においてリパーゼによって、ペレット（直接または凍結後に）から、好ましくはそれに由来するオレオレジン（上記のような抽出物を介して）から脱エステル化されてもよい。
【０１２７】
好ましくは、トウガラシの実と水との間の重量比は、水２０〜６０部に対して実が８０〜１２０部である。なお好ましくは、このジュースは、２０，０００〜３０，０００ｇで１０〜３０分間、遠心分離される。より好ましくは、このペレットは、エタノールの１〜３部、および酢酸エチルの５〜１５部と混合される。なお好ましくは、乾燥材料を除去する工程は、遠心分離による。好ましくは、溶媒をエバポレートする工程は、４０〜５０℃であり、好ましくは減圧下である。
【０１２８】
本発明の別の局面によれば、カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大するのにおいてエステラーゼの効率を決定する方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかが脂肪酸エステル化カロチノイドである方法が提供される。本発明のこの局面によるこの方法は、予め選択された実験条件のもとで、このカロチノイドの供給源とエステラーゼとを接触させる工程；ならびに、このカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分の増大においてエステラーゼの効率を決定するためにカロチノイド検出アッセイを用いる工程によって実施される。
【０１２９】
本発明のなお別の局面によれば、カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大するのにおいて有効なエステラーゼについてスクリーニングする方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかが脂肪酸エステル化カロチノイドである方法が提供される。本発明のこの局面によるこの方法は、予め選択された実験条件のもとで、このカロチノイドの供給源を別々に、各々のエステラーゼと接触させる工程；ならびに、このカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分の増大において各々のエステラーゼの効率を決定するためにカロチノイド検出アッセイを用い、これによってこのカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分の増大において有効なエステラーゼについてスクリーニングする工程によって実施される。
【０１３０】
本発明のなお別の局面によれば、カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大するための反応条件を最適化する方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかが、エステラーゼを介した、脂肪酸エステル化カロチノイドである方法が提供される。本発明のこの局面によるこの方法は、予め選択された異なる実験条件のもとで、このカロチノイドの供給源とエステラーゼと接触させる工程；ならびに、各々の予め選択された異なる実験条件のもとで、このカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分の増大においてエステラーゼの効率を決定するためにカロチノイド検出アッセイを用い、これによって、このカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分の増大のための反応条件を最適化する工程であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかが、エステラーゼを介した、脂肪酸エステル化カロチノイドである工程によって実施される。
【０１３１】
好ましくは、このカロチノイド検出アッセイとしては、薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）、および高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）などのクロマトグラフィーアッセイが挙げられるがこれらに限定されない。これらのアッセイは、周知であり、そして異なるカロチノイドの特徴づけにおいて頻繁に用いられる。
【０１３２】
本発明のなお別の局面に従って、カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大する方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかは脂肪酸エステル化カロチノイドである方法が提供される。本発明のこの局面による方法は、脂肪酸エステル化カロチノイドを脱エステル化するのに有効な条件下で、このカロチノイドの供給源を有効な量のエステラーゼと接触させる工程であって、これによってこのカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大する工程によって実施される。一旦遊離されれば、個々の非エステル化カロチノイド、または同様の非エステル化カロチノイドの群を抽出して、当該分野で周知の方法（例えば、有機溶媒を用いた抽出、その後の相分離、種々のクロマトグラフィーなどが挙げられるがそれらに限定されない）を用いて、実質的な均質性にまで、精製することができる。
【０１３３】
本発明の方法によって生成された、カロチノイドの豊富な、遊離の非エステル化カロチノイドの供給源、および／またはそれからさらに精製された遊離のカロチノイドを、食品添加物、および／または飼料添加物としてヒトまたは動物の食餌に用いて、天然の抗酸化剤および／または食品、動物および化粧用の天然の着色剤として役立てることができる。
【０１３４】
本発明によるカロチノイドの好ましい供給源は、カロチノイドの供給源におけるほとんどのカロチノイドが、脂肪酸エステル化カロチノイド（例えば、トウガラシ由来カロチノイドなど）であるという点で特徴付けられる。トウガラシは、野菜作物の中でも最もカロチノイドの豊富な供給源である。トウガラシのほとんどの栽培用亜種は、Ｃａｐｓｉｃｕｍ  ａｎｎｕｕｍ種に属する；トウガラシの育種は、野菜、香辛料、装飾品、または薬用植物としての使用に適した栽培品種および亜種の開発に、主に集中しかつ展開してきた。トウガラシの化学的、かつ栄養的な組成の改良に向けられてきた研究は少ない（Ｂｏｓｌａｎｄ，１９９３；Ｐｏｕｌｏｓ，１９９４）。カプサンチンは、トウガラシの実の主なカロチノイドであり、その含量は、主な遺伝子および多遺伝子（ポリジーン）によって制御される；その生合成経路にそっていくつかの遺伝子が同定されている（Ｌｅｆｅｂｖｒｅ，１９９８）。
【０１３５】
トウガラシの実（特にパプリカ栽培種由来の実）を、食品着色料として粉末およびオレオレジンの形態で用いる。これらの産物は、カロチノイドが極めて豊富であり、それらのいくつかは、トウガラシの実に特異的である。ケトカロチノイド、カプサンチンは、トウガラシにのみ存在し、この野菜におけるカロチノイドの５０％に相当し、そしてその赤い色に寄与する。ゼアキサンチンおよびルテイン、βカロチン、およびβクリプトキサンチンは、それぞれ２０％、１０％、および５％の濃度でトウガラシ中において見出されるさらなるカロチノイドである（Ｌｅｖｙら，１９９５）。カプサンチンは、完熟した実における総カロチノイドの３０〜６０％を占める。カプサンチンは、脂肪酸でエステル化される（非エステル化２０％；モノエステル化２０〜３０％；ジエステル化４０〜５０％）。エステル化されたカプサイシンの脂肪酸は、主としてラウリン酸（１２：０）、ミリスチン酸（１４：０）、およびパルミチン酸（１６：０）である。それにもかかわらず、脂肪酸エステル化されたカロチノイドのバイオアベイラビリティは、極めて低い。
【０１３６】
脂肪酸エステル化カロチノイドを含有する他の植物種（これには、リンゴ、アンズ、アボガド、ブラッドオレンジ、シマホオズキ、カランボラ、チリ、クレメンタイン、キンカン、ビワ、マンゴー、ミネオーラ、ネクタリン、オレンジ、パパイア、桃、カキ、プラム、ジャガイモ、カボチャ、タンジェリンおよびズッキーニが挙げられるがこれらに限定されない）はまた、本発明のためのカロチノイドの供給源として用いられ得る。これらの実のエステル化カロチノイド含量は、本明細書において参考として援用される、Ｄｉｅｔｍａｒ  Ｅ．Ｂｒｅｉｔｈａｕｐｔ、およびＡｍｅｎｅｈ  Ｂａｍｅｄｉ「Ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ  ｅｓｔｅｒ  ｉｎ  ｖｅｇｅｔａｂｌｅｓ  ａｎｄ  ｆｒｕｉｔｓ：Ａ  ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ  ｗｉｔｈ  ｅｍｐｈａｓｉｓ  ｏｎ  ｂｅｔａ−ｃｒｙｐｔｏｘａｎｔｈｉｎ  ｅｓｔｅｒｓ」Ｊ．Ａｇｒｉｃ．Ｆｏｏｄ  Ｃｈｅｍ．２００１，４９，２０６４〜２０７０に記載される。
【０１３７】
脂肪酸エステル化カロチノイドを脱エステル化し得る任意のタイプのエステラーゼを、本発明の実行に用いることができる。種々のタイプの基質（カロチノイド供給源）に関して、最も効率的なエステラーゼ、およびその活性について適切な条件をスクリーニングするための方法も本明細書において記載される。選り抜きのエステラーゼは、例えば、リパーゼ、カルボキシエステルエステラーゼ、またはクロロフィラーゼ、好ましくはリパーゼであってもよい。これらのファミリーに属する酵素種は、広範な範囲の脂肪酸エステルを脱エステル化すること（すなわち、広範な範囲の基質特異性を有すること）が公知である。異なるリパーゼが、本発明の方法において用いられ得る。このリパーゼとしては、例えば、細菌、酵母、または動物の供給源から得られたリパーゼが挙げられる。本発明の方法を実行する間に用いられるエステラーゼは、溶液中で遊離していてもよいし、エステラーゼに対するアクセス性およびその再使用を改良するために、それは様々な担体材料上に固定されていてもよい。固体マトリクッス上へのエステラーゼの固定方法および触媒反応におけるそれらの使用、回収および再使用は、文献に広範囲に記述されている（例えば、本明細書において参考として援用されるＯｒｓａｔらへの米国特許出願第５９０２７３８号を参照されたい）。簡潔に述べると、固定化は共有結合的にまたは非共有結合的に行うことができ、好ましくは大きな表面を有する好適な担体材料上への単なる吸着によって非共有結合的に行うことができる。エステラーゼおよび担体材料は有機溶媒中に不溶であるので、測定可能な脱着は反応中起こらない。好適な担体材料は、多くの通常の安価なフィルター補助用具、吸着剤、イオン交換剤およびＦｌｏｒｉｓｉｌ（登録商標）の如きクロマトグラフィー材料、珪藻土、ベントナイト、セルロース、分子ふるい、Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ（登録商標）、Ａｍｂｅｒｌｙｓｔ（登録商標）、シリカゲルまたは酸化アルミニウム、並びに大きな表面積を有する他の安価な材料（例えば砂、焼結されたガラスまたは中空繊維）である。代わりに、商業的に入手可能な既に固定されたエステラーゼ調製物も用いられることができ、これらは例えばＭｅｉｔｏ  ＳａｎｇｙｏおよびＢｏｅｈｒｉｎｇｅｒ  Ｍａｎｎｈｅｉｍ  ＧｍｂＨからのリパーゼ調製物：（Ｌｉｐａｓｅ  ＰＬＣ：珪藻土に固定されたＬｉｐａｓｅ  ＰＬ；Ｌｉｐａｓｅ  ＰＬＧ：粉末化された珪藻土に固定されたＬｉｐａｓｅ  ＰＬ；Ｌｉｐａｓｅ  Ｌ−２（Ｃｈｉｒａｚｙｍｅ（登録商標）Ｌ−２、以前のＮｏｖｏｚｙｍ（登録商標）ＳＰ  ４３５、Ｒｏｃｈｅ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ，ＧｍｂＨ、Ｍａｎｎｈｅｉｍ，Ｇｅｒｍａｎｙ）：巨大多孔ポリアクリルに固定されたカンジダ・アンタルクティカからのリパーゼであることができる。一つの好ましい実施形態においては、固定されたリパーゼは多孔質アクリルビーズに固定されたカンジダ・ルゴーサのリパーゼ（Ｃａｔ＃Ｌ１１５０，Ｓｉｇｍａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｓｔ  Ｌｏｕｉｓ  ＭＯ）である。
【０１３８】
もし望ましいなら、エステラーゼの固定化は「コール酸塩」乳化剤の存在下で行われることもでき（共固定化）、これにより活性を部分的に制御することができる（活性化剤）。好適なコール酸塩は例えばコール酸ナトリウムおよびデオキシコール酸ナトリウムである。以下でさらに詳述する通り、カロチノイドの供給源の水中油または好ましくは油中水型エマルションは、用いられるエステラーゼの触媒活性を増大させるために調製される。酵素活性を増大させる他の手段も以下に記述されるように実行可能である。
【０１３９】
本発明を実施に移している際に、マトリックスに結合された固定されたエステラーゼは脱エステル化反応混合物から回収されることができ、多数回再使用されることができることが発見された（以下の実施例５参照）。驚くべきことに、生じたカロチノイド画分のＨＰＬＣプロファイルとの比較によって測定される脱エステル化効率は、再生された、マトリックスに結合された固定化されたリパーゼを用いても有意に影響を受けず（以下の図７ａ〜ｃを参照）、９５％以上の最初の活性を保持していた。カロチノイドの脱エステル化のための再生されたリパーゼの回収および再使用は、それが提供する改良された単純さと費用の削減のためのみならず、脱エステル化工程から排出される廃棄物の極めて優れた純度（これは重要な環境的関心である）のためにも極めて有利である。
【０１４０】
従って、本発明によれば、カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大させる方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかが脂肪酸エステル化カロチノイドである方法であって、
前記方法が、脂肪酸エステル化カロチノイドを脱エステル化するのに有効な条件下でカロチノイドの供給源を有効量の固定されたエステラーゼと接触させることを含み、これによってカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大させる方法が提供される。
【０１４１】
一つの好ましい実施形態によれば、固定されたエステラーゼは、固定されたリパーゼ、固定されたカルボキシルエステルエステラーゼ、および固定されたクロロフィラーゼからなる群から選択される。別のより好ましい実施形態では、固定されたエステラーゼは例えばカンジダ・ルゴーサのリパーゼからの固定されたリパーゼである。固定されたリパーゼは、固定された細菌リパーゼ、固定された酵母リパーゼ、固定されたカビリパーゼ、および／または固定された動物リパーゼであることもできる。最も好ましい実施形態では、固定されたリパーゼは以下に詳述するように再生された固定されたリパーゼである。
【０１４２】
酵素的に脱エステル化されたカロチノイドを調製するための脱エステル化方法は回分様式で、または連続順流もしくは向流様式で行われることができる。連続方法は酵素触媒を含む反応器を用いることができ、前記反応器は充填された床、流動床または沸騰床であり、そこでは酵素触媒は床中に留まり、反応体は床を通って連続的に流れる。回分および連続方法は単一の脱エステル化工程でまたは多数の工程で行われることができる。多数の工程の使用は、各工程における低い酵素−オレオレジン比率の使用を可能にするが、多数の分離工程を必要とする。単一工程回分または順流連続方法は、初期反応混合物中の比較的高い酵素対オレオレジンの比率を必要とするが、多数工程方法より経済的である。リパーゼ反応のために好適な連続流反応器は例えば本明細書に参照として組入れるＢｒｏｗｎらへの米国特許第５２８８６１９号に詳述されている。
【０１４３】
リパーゼは代表的に、トリグリセリドおよびジグリセリド（エステル結合によってグリセロールに結合した脂肪酸を含有する）の脱エステル化を触媒する。例えば、パプリカ中のカロチノイドは、ミリスチン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、およびリノール酸のような脂肪酸によってエステル化され、そしてこの理由で、それらは、リパーゼの天然の基質であるトリグリセリドとは異なる。リパーゼは、水／脂質の界面で活性であるように、乳化されたアシル脂質を加水分解することが公知である。この理由のために、デオキシコール酸塩は、酵素の反応を改善し、そしてその濃度は、高い反応性の酵素を受容するのに重要である。リパーゼ触媒反応は、Ｃａ２＋イオンによって加速される。なぜなら、遊離された脂肪酸は、不溶性のＣａ塩として沈殿するからである。本明細書に記載のプロセスにおけるＣａ２＋の導入によって、脱エステル化は増強される。
【０１４４】
従って、本発明の好ましい実施形態によれば、予め選択された実験の条件、予め選択された異なる実験条件、および／または脂肪酸エステル化カロチノイドを脱エステル化するのに有効な条件は、例えば、以下：セルロース分解酵素の添加；タンパク質分解酵素の添加；ペクチン分解酵素の添加；反応混合物に対する乳化剤の添加；および／または反応混合物に対する少なくとも１つの金属イオンの添加（例えば、ＣａＣｌ２、および／またはＮａＣｌのような塩の添加）を含む。他の反応条件（例えば、エフェクターの添加、温度、ｐＨ、など）はまた、酵素および基質の各々の組み合わせについて最適化され得る。
【０１４５】
本発明の文脈において用いられる分解酵素は、封鎖（ｓｅｑｕｅｓｔｅｒｉｎｇ）効果を回避し、そして反応混合物の粘性を減少させるために、反応混合物に存在する各々の基質を分解するように働く。
【０１４６】
選り抜きのセルロースは、植物、昆虫、または細菌の供給源由来のＣ１型β−１，４グルカナーゼ、エキソ−β−１，４グルカナーゼ、エンド−β−１，４グルカナーゼ、および／またはβグルコシダーゼであってもよい。タンパク質分解酵素は、例えば、トリプシン、パパイン、キモトリプシン、フィシン、ブロメリン、カテプシン、および／またはレンニンであってもよい。タンパク質分解酵素のタイプおよび量は、エステラーゼ自体の分解を回避するために制御される。ペクチン分解酵素は、例えば、ペクチンエステラーゼ、ペクチン酸リアーゼ、および／またはポリガラクトロナーゼであってもよい。
【０１４７】
乳化剤の選択に対して慎重に注意するべきである。脂質エステラーゼは、水溶性であり、従ってエマルジョンの水成分中に残留するが、その基質は、エマルジョンの油部分に残留する。従って、現在適用される乳化剤としては、レシチン、デオキシコール酸塩、アラビアゴム（ｇｕｍ  Ａｒａｂｉｃ）（例えば、０．５〜２．０％）、遊離脂肪酸塩（例えば、０．５〜２．０％）、胆汁由来乳化剤、および非イオン性界面活性剤（例えば、ポリオキシエチルソルビタンモノラウレート（ＴＷＥＥＮ−２０）、ただしこれには限定されない）が挙げられる。好ましくは、使用した乳化剤は、非エステル乳化剤である。なぜなら、エステル乳化剤は、この選択されたエステラーゼの競合基質またはインヒビターとして、反応に有害に影響し得るからである。好適な非エステル乳化剤は、デオキシコール酸塩、アラビアゴム（例えば、０．５〜２．０％）および遊離脂肪酸塩（例えば、０．５〜２．０％）を含むがこれには限定されない。
【０１４８】
本発明を実施に移している際に、本発明の酵素的脱エステル化反応に続く固定されたエステラーゼの除去およびカロチノイド画分の溶媒抽出の後に残存する廃棄液体相はかなりの量のデオキシコール酸塩を含んでおり、これは乾燥されると再使用可能であることが見出された。以下に詳述されるように（実施例６参照）、酵素的脱エステル化に続くカロチノイドの抽出からの水性廃棄物の収集および凍結乾燥またはオーブン乾燥によって、十分なデオキシコール酸塩が回収されて追加の酵素的脱エステル化反応で効率的な乳化を提供した（以下の図９ａ〜ｄ参照）。回収されて乾燥された乳化剤の再使用は、水での再構成によって行われる。
【０１４９】
以下の図９ａ〜ｄおよび図１０に示される通り、オレオレジンカロチノイドの脱エステル化効率は、再生されたデオキシコール酸塩を使用することによって低下しない。実際、予測できない相乗的な結果が観察され、脱エステル化効率はデオキシコール酸塩の繰返しの再生によって実際に増大した（例えば図１０参照）。単一の仮説に制限されることは望まないが、本明細書で記述されるような回収されて再構成された再生乳化剤を用いた脱エステル化の増大した効率は、出発カロチノイドの供給源に固有の天然の乳化剤の抽出の結果でありうる。
【０１５０】
固定されたリパーゼの再使用に関して、カロチノイドの脱エステル化のためのデオキシコール酸塩の如き乳化剤の回収および再生された乳化剤の再使用は、それが提供する改良された簡単さおよび費用の削減のためのみならず、重大な環境的関心である脱エステル化工程からの廃棄物の極めて優れた純度のためにも大きな利点である。これは、デオキシコール酸塩およびＴｗｅｅｎの如き乳化剤および界面活性剤が関与するときは特にそうである（例えば、毒性および危険性廃棄物のためのガイドライン（ｗｗｗ．ｏｒｃｂｓ．ｍｓｕ．ｅｄｕ／ｎｅｗｈａｚａｒｄ／ｗａｓｔｅｍａｎｕａｌを参照）。
【０１５１】
従って、本発明によれば、カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大させる方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかが脂肪酸エステル化カロチノイドである方法であって、
前記方法が、脂肪酸エステル化カロチノイドを脱エステル化するのに有効な条件下でカロチノイドの供給源を有効量のエステラーゼおよび再生された乳化剤と接触させることを含み、これによってカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大させる方法が提供される。
【０１５２】
一つの好ましい実施形態では、乳化剤はレクチン、デオキシコール酸塩および／または非イオン性界面活性剤の如き非エステル乳化剤である。さらに他の実施形態では、乳化剤は胆汁、アラビアゴムまたは遊離脂肪酸の塩から由来する。
【０１５３】
本発明において、濃縮された抽出物（原材料と比較して数倍に濃縮されたもの）の製造のための従来の抽出方法は、様々な非食用溶媒系の使用のみならず、関心のある化合物に対して大きな割合の溶媒の使用も含み、これは最終抽出物から削除されなければならない。望ましくない非食用溶媒の最後の痕跡は、濃縮された抽出物から分離するのが極めて困難であり、残渣固体のヒトの消費のための潜在的使用を制限し、環境汚染に寄与する。高度に濃縮されたカロチノイド抽出物の製造のための高圧および向流抽出に依存する方法は開示されている（例えば、Ｔｏｄｄへの米国特許第５７７３０７５号およびＨｅｉｄｌａｓらへの米国特許第５７８９６４７号を参照）が、それらは高価な設備を必要とし、望ましくない温度を含み、制御するのが困難である。
【０１５４】
以下に記述される通り、酵素的に脱エステル化されたトウガラシオレオレジンは、ヘキサン、クロロホルム、四塩化炭素の如き非極性溶媒で抽出されることができる。本発明を実施に移している際に、穏やかなアルカリ条件下で一層極性の溶媒で酵素的に脱エステル化されたカロチノイドを抽出すると、極めて増大された効率がもたらされ、以前には達成することができなかった濃度及び純度の脱エステル化されたカロチノイド画分を可能にすることが驚くべきことに見出された。
【０１５５】
以下の実施例７に記述される通り、塩基の添加は、抽出混合物を穏やかなアルカリ性にし、酢酸エチル、クロロホルムなどの極性溶媒での抽出は、極めて望ましい割合の脱エステル化されたカロチノイドを含む、予測不可能な程度に高く濃縮された脱エステル化されたトウガラシオレオレジンオイルを生ずる。図１３ａ〜ｂのＨＰＬＣクロマトグラムに示されるように、酵素的に脱エステル化されたトウガラシオレオレジンの酢酸エチル抽出（図１３ｂ）は、ヘキサン抽出で生成されたもの（図１３ａ）と等しい脱エステル化カロチノイドのプロファイルを有する濃縮生成物を生ずる。抽出のために必要な極性溶媒（酢酸エチル）の容積は、ヘキサンについての容積より有意に少ない（３〜４ｍｌ／５ｍｌ脱エステル化反応に対して７〜８ｍｌ／５ｍｌ脱エステル化反応）。抽出混合物の穏やかなアルカリ性ｐＨ調整あり（図１３ｂ）またはなし（図１３ａ）での酢酸エチル抽出からのＨＰＬＣプロファイルの間の比較は、脱エステル化されたカロチノイドとそれらのモノまたはジエステル形態の間の同様に効率的な分離を示す。
【０１５６】
しかし、カロチノイド組成の比較（図１４ａおよび図１４ｂ）は、一層極性の溶媒での穏やかなアルカリ性条件下での抽出は、生じた脱エステル化されたトウガラシカロチノイド抽出物のカロチノイドおよびビタミンＥ含有量を大きく増大させることを示す。ｐＨ調整なしの酢酸エチル抽出はカロチノイド濃度を実際に減少させるが（図１４ｂ）、穏やかなアルカリ性条件は、抽出されたカロチノイドの効率および純度を大きく改良する（図１４ｂ）。ビタミンＥ濃度は穏やかなアルカリ性酢酸エチル抽出によって一層有意に増大されることに注意すべきである。
【０１５７】
従って、本発明によれば、カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大させる方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかが脂肪酸エステル化カロチノイドである方法であって、
前記方法が、脂肪酸エステル化カロチノイドを脱エステル化するのに有効な条件下でカロチノイドの供給源を有効量のエステラーゼと接触させて少なくとも部分的に脱エステル化されたカロチノイドの供給源を生成させること、および少なくとも部分的に脱エステル化されたカロチノイドの前記供給源をアルカリ性条件下で酢酸エチルで抽出することを含み、これによってカロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大させる方法が提供される。
【０１５８】
一つの好ましい実施形態では、アルカリ性条件は約８．０〜約１０のｐＨ、好ましくはｐＨ９．５によって特徴付けられる。さらに、アルコール、クロロホルム、塩化ジメチルの如き極性溶媒は、酵素的に脱エステル化されたカロチノイドの穏やかなアルカリ抽出に用いられることができる。抽出および洗浄操作は以下の材料および実験方法の欄に詳述される。
【０１５９】
カロチノイドの脱エステル化で放出される遊離の脂肪酸を含む上述の穏やかなアルカリ抽出の水性画分は、収集され、酸性化され、酢酸メチルの如き溶媒で再抽出され、エバポレーションによって濃縮される。トウガラシオレオレジンからの天然の遊離脂肪酸の濃縮された供給源は、例えば食品添加物、飼料添加物として、または化粧品および／または医薬組成物中で用いられることができる。
【０１６０】
脱エステル化されたカロチノイドおよびビタミンＥに高度に富むカロチノイドの供給源は、抗酸化剤の優れた供給源である（例えば図１４参照）。以下の実施例８に示されるように、酵素的に脱エステル化されたトウガラシオレオレジンは、周知のカロチノイド抗酸化剤リコピンおよびベータカロチンより有意に大きい効率で脂質酸化を阻害した（図１６ａおよび図１６ｂ参照）。さらに、本明細書中に記述される新規の酵素的に脱エステル化されたカロチノイド組成物は、様々な生理学的条件の特徴に類似する様々なｐＨで優れた抗酸化剤特性を示す。従って、血液および大部分の組織環境に類似の中性ｐＨで、脱エステル化されたカロチノイドは、それぞれ４０μＭの抗酸化剤でのベータカロチンまたはリコピンより２〜４倍良好に脂質酸化を阻害し（図１５ａおよび図１６ａ）；胃での消化におけるような極めて酸性のｐＨで、それぞれリコピンまたはベータカロチンより１〜２倍良好に脂質酸化を阻害した（図１５ｂおよび図１６ｂ）。
【０１６１】
従って、本発明によれば、酵素的に脱エステル化された赤色カロチノイドを含む組成物であって、少なくとも約４０重量％のカプサンチン、少なくとも約１５重量％のゼアキサンチンおよびカプソルテイン、少なくとも約２重量％のビオラキサンチン、少なくとも約１重量％のカプソルビン、少なくとも約５重量％のベータクリプトキサンチンおよび少なくとも約３重量％のベータカロチンによって特徴付けられ、脂質酸化によって測定されるような抗酸化剤活性によって特徴付けられる組成物が提供される。赤色カロチノイドの供給源は、上述のようなトウガラシカロチノイド、パプリカオレオレジン、トウガラシまたはパプリカ粉末などであることができる。
【０１６２】
本明細書および特許請求の範囲で用いられるように、用語「阻害」およびその派生語は、活性の自由な発現からの抑制または制限を意味する。
【０１６３】
本明細書および特許請求の範囲で用いられるように、用語「約」は、示された値より０．１５倍大きいまたは小さい範囲内の値を意味する。
【０１６４】
組成物はビタミンＥを含むことができ、またはビタミンＥを含まないことができる。一つの好ましい実施形態では、組成物は１ｇ当り少なくとも５ｍｇの、好ましくは１ｇ当り２０ｍｇのビタミンＥを含む。ビタミンＥを含まないことは、以下の実施例８に記述されるように、酵素的に脱エステル化されたカロチノイドの調製物をその抽出後に珪酸マグネシウムを通過させることにより行われる。ビタミンＥはヘキサンで溶出され、一方、脱エステル化されたカロチノイドの富化された画分は結合されたまま留まり、酢酸エチルでのさらなる洗浄により溶出されることができる（図１１ａおよび図１１ｂ参照）。
【０１６５】
従って、本発明の一つの局面によれば、カロチノイドの供給源におけるビタミンＥの画分を減少させる方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかが脂肪酸エステル化カロチノイドである方法であって、
前記方法が、脂肪酸エステル化カロチノイドを脱エステル化するのに有効な条件下でカロチノイドの供給源を有効量のエステラーゼと接触させて少なくとも部分的に脱エステル化されたカロチノイドの供給源を生成させること、および少なくとも部分的に脱エステル化されたカロチノイドの前記供給源からビタミンＥの画分をクロマトグラフィーにより抽出することを含み、これによってカロチノイドの供給源におけるビタミンＥの画分を減少させる方法が提供される。
【０１６６】
同様に、組成物を含む食品添加物および／または飼料添加物が提供される。
【０１６７】
本明細書および特許請求の範囲で用いられる通り、句「クロマトグラフィーによる抽出」は、溶質が静止液相または固相の周りまたはこれらの上を流れるにつれて溶質の差分的分布の結果としてある画分（単数または複数）が材料の他の成分から分離されることとして定義される。クロマトグラフィーの周知の例は液体クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー、ガス液体クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、ペーパークロマトグラフィー、ＨＰＬＣなどを含むがこれらに限定されない。一実施形態では、クロマトグラフィーにより画分を抽出することは、少なくとも部分的に脱エステル化されたカロチノイドの供給源を珪酸マグネシウム樹脂と接触させ、ヘキサンで洗浄し、前記少なくとも部分的に脱エステル化されたカロチノイドを酢酸エチルで溶出することを含む。他のより好ましい実施形態では、珪酸マグネシウム樹脂はＦｌｏｒｉｓｉｌ（Ｓｕｐｅｌｃｏ，Ｂｅｌｌｅｆｏｎｔｅ，ＰＡ）である。
【０１６８】
上述の背景技術の欄で記述したように、食餌によるカロチノイド摂取は、ガン、心臓血管病、加齢に関係する変性、関節炎の如き多数の疾患および症状の発病率および重症度に逆相関する。これは、カロチノイドの高度に効果的な抗酸化剤活性のためである。従って、カロチノイドは天然に幅広く分布する物質であるが、天然の食餌成分であり、ヒトの消化に良く耐え、栄養補助食品、食品添加物、飼料添加物および治療用組成物として大きな需要がある（Ｈａｍｉｌｔｏｎ  Ｃｌｉｎ  Ｊ  Ｏｎｃｏｌ  Ｎｕｒｓ  ２００１；５：１８１−２；Ｂｒｏｗｎ  ｅｔ  ａｌ.Ｃｌｉｎ  Ｅｘｃｅｌｌ  Ｎｕｒｓ  Ｐｒａｃ  ９９８；２：１０−２２）。本発明の新規の脱エステル化されたカロチノイド組成物中の赤色カロチノイドの抗酸化剤特性およびバイオアベイラビリティは、従来利用可能な組成物のそれらより明らかに優れる。例えば、一般的な抗酸化剤栄養補助食品は５７１２ｍｃｇのベータカロチン、１８０ｍｃｇのアルファカロチン、３６ｍｃｇのゼアキサンチン、４４ｍｃｇのクリプトキサンチン、２８ｍｃｇのルテイン、１００ｉ．ｕ．（１５０ｍｇ）のｄ−アルファトコフェロールスクシネート（天然のビタミンＥ）を提供し（１日当り２回〜４回摂取される）（ＡｎｔｉＯｘｉｄａｎｔ  Ｆｏｒｍｕｌａ，Ｐｕｒｅ  Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎｓ，Ｓｕｄｂｕｒｙ，ＭＡ）、そのカロチノイドは天然のものであり、大部分はエステル化された形態である。極めて対照的に、本発明の酵素的に脱エステル化された組成物１グラムは約８００倍のゼアキサンチンおよびカプソルテインおよび２倍のベータカロチンを含み（図１４ｂ）、脱エステル化された形態の増大されたバイオアベイラビリティを有する。酵素的に脱エステル化された組成物単独の１グラム当りのビタミンＥ含有量はＲＤＡの１５ｍｇ（１０Ｉ．Ｕ．）／日より大きい（Ｄｉｅｔａｒｙ  Ｒｅｆ  Ｉｎｔａｋｅｓ  ｆｏｒ  Ｖｉｔａｍｉｎ  Ｃ，Ｖｉｔａｍｉｎ  Ｅ，Ｓｅｌｅｎｉｕｍ  ａｎｄ  Ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ，Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，２０００；３２５−３８２，Ｎａｔ’ｌ  Ａｃａｄｅｍｉｅｓ  Ｐｒｅｓｓ）。
【０１６９】
従って、本発明のさらに別の局面によれば、包装材料および少なくとも１つの抗酸化剤単位用量を含む製品であって、前記抗酸化剤単位用量が組成物を含み、この組成物が各単一単位用量中に少なくとも約４０重量％のカプサンチン、少なくとも約１５重量％のゼアキサンチンおよびカプソルテイン、少なくとも約２重量％のビオラキサンチン、少なくとも約１重量％のカプソルビン、少なくとも約５重量％のベータクリプトキサンチン、少なくとも約３重量％のベータカロチン、および少なくとも２０ｍｇ／ｇのビタミンＥ、並びに医薬的に許容され得るキャリアを含む製品が提供される。前記包装材料は、前記組成物は対象における抗酸化剤のレベルを増大させるためのものである旨を示すラベルまたは包装挿入物を含む。
【０１７０】
一つの好ましい実施形態では、組成物は、カルボキシメチルセルロース、微小結晶性セルロース、澱粉および変性澱粉からなる群から選択される医薬的に許容され得る賦型剤をさらに含む。
【０１７１】
他の好ましい実施形態では、抗酸化剤単位用量は経口投与のために設計されている。抗酸化剤単位用量は、錠剤、カプセル形錠剤およびカプセルからなる群から選択されることができる。組成物は液体用量形態であることができる。
【０１７２】
本発明の酵素的に脱エステル化されたカロチノイドは、抗酸化剤単位用量を製造するために用いられることができる。本明細書で用いられる通り、「抗酸化剤単位用量」は本明細書に記述される一以上の活性成分（カロチノイドまたはその生理学的に許容可能な塩またはプロドラッグ）および他の化学成分（伝統的な医薬、生理学的に好適な担体および賦形剤）の調製物を意味する。抗酸化剤単位用量の目的は、細胞または生物への抗酸化剤の投与を容易にすることである。本発明の抗酸化剤単位用量は、当該技術分野では周知の方法、例えば従来の混合、溶解、顆粒化、糖衣錠製造、研和、乳化、カプセル化、閉じ込め、または凍結乾燥方法によって製造されることができる。
【０１７３】
特定の実施形態では、用語「医薬的に許容され得る」は、連邦または州政府の規制当局によって承認された、または米国薬局方に掲載された、または動物、特にヒトにおいて使用するための他の一般的に認定された薬局方に掲載されたことを意味する。以下、「生理学的に好適なキャリア」および「医薬的に許容され得るキャリア」は交換可能に用いられ、生物に対する有意な刺激を生じず、投与されたコンジュゲートの生物学的な活性および性質を阻害しない承認されたキャリアまたは希釈剤を意味する。
【０１７４】
用語「キャリア」は、治療剤と共に投与される希釈剤、アジュバント、賦形剤またはビヒクルを意味する。かかる医薬的なキャリアは、滅菌液体、例えば水および油であることができ、前記油は、石油、動物、植物または合成起源のもの、例えばピーナッツ油、大豆油、鉱物油、ゴマ油などを含む。医薬組成物が静脈内投与される場合、水は好ましいキャリアである。塩溶液および水性デキストロースおよびグリセロール溶液も液体キャリアとして、特に注入可能な溶液として用いられることができる。好適な医薬賦形剤は、デンプン、グルコース、ラクトース、スクロース、ゼラチン、麦芽、米、小麦、石炭、シリカゲル、ステアリン酸ナトリウム、モノステアリン酸グリセロール、滑石、塩化ナトリウム、乾燥されたスキムミルク、グリセロール、プロピレングリコール、水、エタノールなどを含む。組成物は、もし望ましいなら少量の湿潤もしくは乳化剤、またはｐＨ緩衝剤を含むこともできる。これらの組成物は溶液、懸濁液、エマルション、錠剤、丸薬、カプセル、粉末、徐放性配合などの形態であることができる。組成物は、従来の結合剤およびトリグリセリドの如きキャリアを有する坐薬として配合されることができる。経口配合は、医薬品グレードのマンニトール、ラクトース、デンプン、ステアリン酸マグネシウム、サッカリンナトリウム、セルロース、炭酸マグネシウムの如き標準的なキャリアを含むことができる。好適な医薬的キャリアの例は、Ｅ．Ｗ．Ｍａｒｔｉｎの「Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ’ｓ  Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ」に記述されている。かかる組成物は、治療的に有効な量の化合物を、好ましくは精製された形態で、患者への適切な投与のための形態を与えるための好適な量のキャリアと一緒に含むであろう。配合は、投与様式のために好適であるべきである。
【０１７５】
本明細書中において、用語「賦形剤」は、活性成分の加工および投与をさらに容易にするために医薬組成物に添加される不活性な物質を示す。賦形剤の非限定的な例には、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、様々な糖およびタイプのデンプン、セルロース誘導体、ゼラチン、植物油およびポリエチレングリコールが含まれる。
【０１７６】
活性成分の配合および投与のためのさらなる技術が“Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ’ｓ  Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ”（Ｍａｃｋ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏ．、Ｅａｓｔｏｎ、ＰＡ、最新版）に見出され得る（これはすべてが本明細書中に記載されているかの如く、参考として本明細書中に組み込まれる）。
【０１７７】
活性成分の投与のための様々な経路が可能であり、本発明の目的のために以前に記述されている。局所的キャリアは、局所的な活性成分の投与のために一般的に適合されているキャリアであり、当該技術分野で公知のいかなるかかる材料も含む。局所的キャリアは、所望の形態の組成物を与えるために選択され、これは例えば液体または非液体キャリア、ローション、クリーム、ペースト、ゲル、粉末、軟膏、溶媒、液体希釈剤、液滴などであることができ、天然に存在する材料または合成起源の材料からなることができる。選択されたキャリアは、局所的配合の活性成分または他の成分に悪影響を与えず、局所的配合のすべての成分に対して安定であることが本質的であることは明らかである。好ましい水溶性軟膏基材は、様々な分子量のポリエチレングリコールから調製されることができ、再びＲｅｍｉｎｇｔｏｎの「Ｔｈｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｐｒａｃｔｉｃｅ  ｏｆ  Ｐｈａｒｍａｃｙ」がさらなる情報のために参照されることができる。
【０１７８】
ゲル配合は頭皮への適用のために好ましい。局所的な活性成分配合の分野で働いている人には理解されるように、ゲルは半固形の懸濁型の系である。
【０１７９】
当業者には公知の様々な添加剤が本発明の局所的配合に含められることができる。例えば、溶媒は特定の活性成分物質を可溶化するために用いられることができる。他の自由選択の添加剤は、皮膚浸透促進剤、不透明化剤、抗酸化剤、ゲル化剤、増粘剤、安定化剤などを含む。
【０１８０】
抗微生物剤、抗菌剤、抗生物質および抗炎症剤の如き他の薬剤も添加されることができる。
【０１８１】
存在していてもよい他の成分は、保存剤、安定化剤、界面活性剤などを含む。
【０１８２】
本明細書で記述される抗酸化剤単位用量は、好適な固体またはゲル相キャリアまたは賦形剤も含む。かかるキャリアまたは賦形剤の例は、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、様々な糖、デンプン、セルロース誘導体、ゼラチンおよびポリエチレングリコールの如きポリマーを含むが、これらに限定されない。
【０１８３】
他の好適な投与経路には、例えば、経口送達、直腸送達、経粘膜送達、経皮送達、腸管送達または非経口送達（これには、筋肉内注射、皮下注射および髄内注射、ならびに、クモ膜下注射、直接的な脳室内注射、静脈内注射、腹腔内注射、鼻内注射または眼内注射が含まれる）が含まれ得る。
【０１８４】
従って、本発明に従って使用される組成物は、医薬品として使用され得る調製物への活性成分の加工を容易にする賦形剤および補助剤を含む１つまたは複数の医薬的に許容され得るキャリアを使用して従来の様式で配合することできる。適正な配合は選ばれた投与経路に依存する。
【０１８５】
注射の場合、本発明の活性成分は、水溶液において、好ましくは生理学的に適合し得る緩衝液（例えば、ハンクス溶液、リンゲル溶液、または生理学的な生理的食塩水緩衝液など）において配合することができる。経粘膜投与の場合、浸透剤が配合において使用される。そのような浸透剤はこの分野では一般に知られている。
【０１８６】
経口投与の場合、活性成分は、活性成分をこの分野で広く知られている医薬的に許容され得るキャリアと組み合わせることによって容易に配合され得る。そのようなキャリアは、本発明の活性成分が、患者によって経口摂取される錠剤、ピル、糖衣錠、カプセル、液剤、ゲル、シロップ、スラリー剤および懸濁物などとして配合されることを可能にする。経口使用される調製物を、固体の賦形剤を使用し、得られた混合物を場合により粉砕し錠剤または糖衣錠コアを得るために、所望する場合には好適な補助剤を添加した後、顆粒の混合物を加工して作製することができる。好適な賦形剤には、特に、ラクトース、スクロース、マンニトールまたはソルビトールを含む糖などの充填剤；セルロース調製物、例えば、トウモロコシデンプン、コムギデンプン、コメデンプン、ジャガイモデンプン、ゼラチン、トラガカントゴム、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ナトリウムカルボメチルセルロースなど；および／またはポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）などの生理学的に許容され得るポリマーがある。所望する場合には、架橋されたポリビニルピロリドン、寒天、またはアルギン酸もしくはその塩（例えば、アルギン酸ナトリウムなど）などの崩壊剤を加えることができる。
【０１８７】
糖衣錠コアには、好適なコーティングが施される。この目的のために、高濃度の糖溶液を使用することができ、この場合、糖溶液は、場合により、アラビアゴム、タルク、ポリビニルピロリドン、カルボポールゲル、ポリエチレングリコール、二酸化チタン、ラッカー溶液および好適な有機溶媒または溶媒混合物を含有し得る。色素または顔料を、活性な成分の量を明らかにするために、または活性な成分の量の種々の組合せを特徴づけるために、錠剤または糖衣錠コーティングに加えることができる。
【０１８８】
経口使用され得る組成物には、ゼラチンから作製されたプッシュ・フィット型カプセル、ならびに、ゼラチンおよび可塑剤（例えば、グリセロールまたはソルビトールなど）から作製された軟いシールされたカプセルが含まれる。プッシュ・フィット型カプセルは、充填剤（例えば、ラクトースなど）、結合剤（例えば、デンプンなど）、滑剤（例えば、タルクまたはステアリン酸マグネシウムなど）および場合により安定化剤との混合で有効成分を含有することができる。軟カプセルでは、有効成分を好適な液体（例えば、脂肪油、流動パラフィンまたは液状のポリエチレングリコールなど）に溶解または懸濁させることができる。また、安定化剤を加えることができる。経口投与される配合物はすべて、選ばれた投与経路について好適な投薬形態でなければならない。
【０１８９】
口内投与の場合、組成物は、従来の様式で配合された錠剤またはトローチの形態を取ることができる。
【０１９０】
吸入による投与の場合、本発明による活性成分は、好適な噴射剤（例えば、ジクロロジフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、ジクロロテトラフルオロエタンまたは二酸化炭素）の使用により加圧パックまたはネブライザーからのエアロゾルスプレー提示物の形態で都合よく送達される。加圧されたエアロゾルの場合、用量単位が、計量された量を送達するためのバルブを備えることによって決定され得る。吸入器または吹き入れ器において使用される、例えば、ゼラチン製のカプセルおよびカートリッジで、活性成分および好適な粉末基剤（例えば、ラクトースまたはデンプンなど）の粉末混合物を含有するカプセルおよびカートリッジを配合することができる。
【０１９１】
本明細書中に記載される活性成分は、例えば、ボーラス注射または連続注入による非経口投与のために配合することができる。注射用配合物は、場合により保存剤が添加された、例えば、アンプルまたは多回用量容器における単位投薬形態で提供され得る。組成物は、油性ビヒクルまたは水性ビヒクルにおける懸濁物または溶液剤またはエマルションにすることができ、また、懸濁化剤、安定化剤および／または分散化剤などの配合剤を含有することができる。
【０１９２】
活性成分の懸濁物を適切な油性の注射用懸濁物として調製することができる。好適な親油性の溶媒またはビヒクルには、脂肪油（例えば、ゴマ油など）、または合成脂肪酸エステル（例えば、オレイン酸エチルなど）、トリグリセリドまたはリポソームが含まれる。水性の注射用懸濁物は、懸濁物の粘度を増大させる物質、例えば、ナトリウムカルボキシメチルセルロース、ソルビトールまたはデキストランなどを含有することができる。場合により、懸濁物はまた、高濃度溶液の調製を可能にするために活性な成分の溶解性を増大させる好適な安定化剤または薬剤を含有することができる。
【０１９３】
本発明の組成物は、天然形態または塩形態で配合されることができる。医薬的に許容され得る塩は、アニオンで形成されたもの（塩酸、リン酸、酢酸、シュウ酸、酒石酸などから由来したもの）、およびカチオンで形成されたもの（ナトリウム、カリウム、アンモニウム、カルシウム、水酸化鉄、イソプロピルアミン、トリエチルアミン、２−エチルアミノエタノール、ヒスチジン、プロカインなどから由来したもの）を含む。
【０１９４】
本明細書中に記載される組成物はまた、ゲル相キャリアまたは賦形剤の好適な固体を含むことができる。そのようなキャリアまたは賦形剤の例には、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、様々な糖、デンプン、セルロース誘導体、ゼラチン、およびポリマー（例えば、ポリエチレングリコールなど）が含まれるが、これらに限定されない。
【０１９５】
治療効果的な量の決定は、特に本明細書中に提供される詳細な開示に照らして、十分に当業者の能力の範囲内である。
【０１９６】
本発明の方法において使用される任意の活性な成分について、治療効果的な量または用量は、最初は動物における活性アッセイから推定することができる。例えば、用量は、活性アッセイによって決定されるようにＩＣ５０を含む循環濃度範囲を達成するために動物モデルに配合されることができる。そのような情報は、ヒトにおける有用な用量をより正確に決定するために使用することができる。一般的に、投薬量は体重１ｋｇ当り約０.０１ｍｇ〜約１００ｇであり、一回だけ、または毎日、毎週、毎月、または毎年、または２年〜２０年ごとに投与されることができる。
【０１９７】
本明細書中に記載される活性成分の毒性および治療効力は、実験動物における標準的な薬学的手法によって、例えば、対象とする活性成分についてＩＣ５０およびＬＤ５０（試験動物の５０％に死をもたらす致死量）を測定することによって明らかにすることができる。これらの活性研究から得られたデータは、ヒトにおける使用に対する投薬量範囲を決定するために使用することができる。
【０１９８】
投薬量は、用いられる投薬形態物および利用される投与経路に依存して変化し得る。正確な配合、投与経路および投薬量は、患者の状態を考慮して個々の医師によって選ぶことができる（例えば、Ｆｉｎｇｌ他、１９７５、“Ｔｈｅ  Ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｂａｓｉｓ  ｏｆ  Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｓ”、第１章、１頁を参照のこと）。
【０１９９】
投薬量および間隔は、調節効果を維持するのに十分な活性成分の血漿中濃度、つまり最小有効濃度（ＭＥＣ）を与えるために個体ごとに調整されることができる。ＭＥＣは、各調製物ごとに異なるであろうが、インビトロのデータから推定されることができる；例えば、脂質酸化の５０〜１００％阻害を達成するために必要な濃度は、本明細書に記述されるアッセイを用いて確認されることができる。ＭＥＣを達成するために必要な投薬量は、個体の特徴および投与経路に依存する。ＨＰＬＣアッセイまたはバイオアッセイは、血漿中濃度を測定するために用いられることができる。
【０２００】
投薬間隔は、ＭＥＣ値を用いて決定されることもできる。調製物は、１０〜９０％、好ましくは３０〜９０％、最も好ましくは５０〜９０％の時間の間、ＭＥＣより上の血漿中濃度を維持する養生法を用いて投与されるべきである。
【０２０１】
投与される組成物の量は、当然のことではあるが、処置されている患者、苦痛の重篤度、投与様式、処方医の判断などに依存する。
【０２０２】
本発明の組成物は、所望される場合には活性成分を含有する１つ以上の単位投薬形態物を含有し得る、ＦＤＡ承認キットなどのパックまたはディスペンサーデバイスで提供され得る。パックは、例えば、金属箔またはプラスチック箔を含むことができ、例えば、ブリスターパックなどである。パックまたはディスペンサーデバイスには、投与のための説明書が添付され得る。パックまたはディスペンサーにはまた、医薬品の製造、使用または販売を規制する政府当局により定められた形式で容器に付けられた通知が伴い得る。この場合、そのような通知は、組成物の形態またはヒトもしくは動物への投与の当局による承認を反映する。そのような通知は、例えば、処方薬物についての米国食品医薬品局により承認されたラベル書きであり得るか、または承認された製品添付文書であり得る。適合し得る医薬用キャリアに配合された本発明の組成物はまた、適応状態を治療するために、調製され、適切な容器に入れられ、かつ表示され得る。
【０２０３】
本発明は、以下の方法をさらに提供する：（ｉ）カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大するのにおけるエステラーゼの効率を決定する方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかは脂肪酸エステル化カロチノイドである方法；（ｉｉ）カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大するのにおいて有効なエステラーゼについてスクリーニングする方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかは脂肪酸エステル化カロチノイドである方法；（ｉｉｉ）カロチノイドの供給源において遊離のカロチノイドの画分を増大するための反応条件を最適化する方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかは、エステラーゼを介した、脂肪酸エステル化カロチノイドである方法；（ｉｖ）カロチノイドの供給源における遊離のカロチノイドの画分を増大する方法であって、ここでこのカロチノイドの少なくともいくつかは脂肪酸エステル化カロチノイドである方法。本発明はさらに、遊離のカロチノイドの増大した画分を有するカロチノイドの供給源であって、食品添加物、および／または飼料添加物として機能し得る供給源；ならびに豊富な供給源であって、それから所望のカロチノイドの実質的な精製のために抽出することができる供給源を提供する。
【０２０４】
本発明は、カロチノイドの化学的脱エステル化の過程を上回る大きい利点を提供する。例えば、パプリカのアルカリ処理は、そのタンパク質および抗酸化剤（例えば、ビタミンＣおよびＥ）の特性にかなりの程度影響する。カロチノイドのアルカリに基づく脱エステル化に必要である、パプリカの高温への加熱の間、以下の有害反応の１つ以上が生じることが理解される：（ｉ）必須アミノ酸の破壊；（ｉｉ）天然のアミノ酸の誘導体（代謝されない）への転化；（ｉｉｉ）架橋の結果としてのタンパク質の消化性の低下；そして最後に、ただし最も小さいというわけではないのだが、細胞傷害性化合物の生成。これに関して、高いｐＨ値でのエノラートの形成に起因して、フェノール化合物（ビタミンＥ、およびほとんどの他の抗酸化剤を含む）は、フリーラジカル（カロチノイドを酸化して破壊する）を生成する過程において、さらに急速に酸化されることが理解される（Ｂｅｌｉｔｚ、およびＧｒｏｓｃｈ  Ｗ．Ｆｏｏｄ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ，１９８７）。
【０２０５】
本発明の追加の目的、利点及び新規な特徴は、下記実施例を考察すれば、当業技術者には明らかになるであろう。なおこれら実施例は本発明を限定するものではない。さらに、先に詳述されかつ本願の特許請求の範囲の項に特許請求されている本発明の各種実施態様と側面は各々、下記実施例の実験によって支持されている。
【実施例】
【０２０６】
上記説明とともに、以下の実施例を参照して本発明を例示する。なおこれら実施例によって本発明は限定されない。
【０２０７】
本願で使用される用語と、本発明で利用される実験方法には、分子生化学、微生物学及び組み換えＤＮＡの技法が広く含まれている。これらの技法は文献に詳細に説明されている［例えば以下の諸文献を参照されたい。「Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ    ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｍａｎｕａｌ」Ｓａｍｂｒｏｏｋら１９８９年；Ａｕｓｕｂｅｌ，  Ｒ．Ｍ．編１９９４年「Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ  ｉｎ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ」Ｉ〜ＩＩＩ巻；Ａｕｓｕｂｅｌら著１９８９年「Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ  ｉｎ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ」Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ａｎｄ  Ｓｏｎｓ，米国メリーランド州バルチモア；Ｐｅｒｂａｌ著「Ａ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｃｌｏｎｉｎｇ」Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，米国ニューヨーク１９８８年；Ｗａｔｓｏｎら、「Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔ  ＤＮＡ」Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｂｏｏｋｓ、米国ニューヨーク；Ｂｉｒｒｅｎら編「Ｇｅｎｏｍｅ  Ａｎａｌｙｓｉｓ：Ａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｍａｎｕａｌ  Ｓｅｒｉｅｓ」１〜４巻、Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｐｒｅｓｓ、米国ニューヨーク１９９８年；米国特許の４６６６８２８号、４６８３２０２号、４８０１５３１号、５１９２６５９号及び５２７２０５７号に記載される方法；Ｃｅｌｌｉｓ，  Ｊ．Ｅ．編「Ｃｅｌｌ  Ｂｉｏｌｏｇｙ：Ａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ」Ｉ〜ＩＩＩ巻１９９４年；Ｆｒｅｓｈｎｅｙ，Ｗｉｌｅｙ−Ｌｉｓｓ著、「Ｃｕｌｔｕｒｅ  ｏｆ  Ａｎｉｍａｌ  Ｃｅｌｌｓ−Ａ  Ｍａｎｕａｌ  ｏｆ  Ｂａｓｉｃ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ」（第３版）Ｎ．Ｙ．（１９９４年）；Ｃｏｌｉｇａｎ，  Ｊ．Ｅ．編「Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ  ｉｎ  Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｙ」Ｉ〜ＩＩＩ巻１９９４年；Ｓｔｉｔｅｓら編「Ｂａｓｉｃ  ａｎｄ  Ｃｌｉｎｉｃａｌ  Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｙ」（第８版）、Ａｐｐｌｅｔｏｎ  ＆  Ｌａｎｇｅ、米国コネティカット州ノーウォーク１９９４年；ＭｉｓｈｅｌｌとＳｈｉｉｇｉ編「Ｓｅｌｅｃｔｅｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｉｎ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｙ」、Ｗ．Ｈ．  Ｆｒｅｅｍａｎ  ａｎｄ  Ｃｏ．、米国ニューヨーク１９８０年；また利用可能な免疫検定法は、例えば以下の特許と科学文献に広範囲にわたって記載されている。米国特許の３７９１９３２号、３８３９１５３号、３８５０７５２号、３８５０５７８号、３８５３９８７号、３８６７５１７号、３８７９２６２号、３９０１６５４号、３９３５０７４号、３９８４５３３号、３９９６３４５号、４０３４０７４号、４０９８８７６号、４８７９２１９号、５０１１７７１号及び５２８１５２１号；Ｇａｉｔ，Ｍ．Ｊ．編「Ｏｌｉｇｏｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ」１９８４年；Ｈａｍｅｓ，  Ｂ．Ｄ．及びＨｉｇｇｉｎｓ  Ｓ．Ｊ．編「Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄ  Ｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ」１９８５年；Ｈａｍｅｓ，Ｂ．Ｄ．及びＨｉｇｇｉｎｓ  Ｓ．Ｊ．編「Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ」１９８４年；Ｆｒｅｓｈｎｅｙ，  Ｒ．Ｉ．編「Ａｎｉｍａｌ  Ｃｅｌｌ  Ｃｕ���ｔｕｒｅ」１９８６年；「Ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ  Ｃｅｌｌｓ  ａｎｄ  Ｅｎｚｙｍｅｓ」ＩＲＬ  Ｐｒｅｓｓ  １９８６年；Ｐｅｒｂａｌ，  Ｂ．著「Ａ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｃｌｏｎｉｎｇ」１９８４年及び「Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｉｎ  Ｅｎｚｙｍｏｌｏｇｙ」１〜３１７巻、Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ；「ＰＣＲ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ：Ａ  Ｇｕｉｄｅ  Ｔｏ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」、Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ、米国カリフォルニア州サンディエゴ１９９０年；Ｍａｒｓｈａｋら、「Ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ  ｆｏｒ  Ｐｒｏｔｅｉｎ  Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ−Ａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｃｏｕｒｓｅ  Ｍａｎｕａｌ」、ＣＳＨＬ  Ｐｒｅｓｓ、１９９６年；なおこれらの文献類は、あたかも本願に完全に記載されているように援用するものである］。その外の一般的な文献は、本明細書を通じて提供される。本明細書に記載の方法は当業技術界で周知であると考えられ、読者の便宜のために提供される。本明細書に含まれるすべての情報は本願に援用するものである。
【０２０８】
材料および実験の手順
材料：
パプリカ粉末およびオレオレジンパプリカは、Ｔａｖｌｉｎｅｉ−Ｈａｎｅｇｅｖ，Ａｖｓｈａｌｏｍから購入した。リン酸ナトリウム、クエン酸、ＴＷＥＥＮ−２０（ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート）、および水酸化カリウムは、Ｍｅｒｃｋ（Ｄａｒｍｓｔａｄｔ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手した。デオキシコール酸（ナトリウム塩）、ＢＨＴ（ブチル化ヒドロキシトルエン）、ブタ由来の膵臓リパーゼを、Ｓｉｇｍａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，Ｍｏ）から入手した。酵素、リパーゼＡ「Ａｍａｎｏ  ６」、リパーゼＦ−ＡＰ１５、およびリパーゼＡＹ「Ａｍａｎｏ  ３０」（ヒトでの使用に承認された）は、天野製薬株式会社（Ａｍａｎｏ，Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ  Ｃｏ．ＬＴＤ）（錦、日本）Ｎｉｓｈｉｋｉ，Ｊａｐａｎ）から入手した。多孔質アクリルビーズ上に固定されたカンジダ・ルゴーサのリパーゼは、Ｓｉｇｍａ（Ｃａｔ＃Ｌ１１５０，Ｓｉｇｍａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．，Ｓｔ  Ｌｏｕｉｓ  ＭＯ）から入手した。ペクチナーゼ／セルラーゼ、Ｒｏｈａｍｅｕｔ  Ｍａｘ、およびプロテアーゼ（Ｃｏｒａｌａｓｅ  ＰＮ−Ｌ）を、Ｒｏｈｍ  Ｅｎｚｙｍｅ  ｇｍｂｈ（Ｄａｒｍｓｔａｄｔ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手した。ＨＰＬＣ等級のエタノールおよびヘキサンをＢｉｏｌａｂ（Ｉｓｒａｅｌ）から、そしてＨＰＬＣ用アセトンをＢａｋｅｒ（Ｄｅｖｅｎｔｅｒ，Ｈｏｌｌａｎｄ）から入手した。酢酸エチルをＢｉｏＬａｂ（Ｉｓｒａｅｌ）から入手した。
【０２０９】
高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）：
ＳＣＬ−１０Ａ島津（Ｓｈｉｍａｄｚｕ）ダイオードアレイ検出器を装備した島津（Ｓｈｉｍａｄｚｕ）ＬＣ−１０  ＡＴ上でＨＰＬＣを実施した。個々のピーク（２６０ｎｍ〜５４０ｎｍ）由来のスペクトル特性の光ダイオードアレイ測定を、上り勾配、頂部、および下り勾配で決定した。カラム（Ｍｅｒｃｋ  ＲＰ−１８ｅ  ３．４×２５０ｍＭ，５−μｍ粒子）を、ＨＰＬＣ分離に用いた。ピークは、４５０ｎｍ、および４７４ｎｍで検出された。移動相は、Ｍｉｎｇｕｅｚ−Ｍｏｓｑｕｅｒａら１９９３（Ｊ．Ａｇｒｉｃ．Ｆｏｏｄ  Ｃｈｅｍ．４１，１６１６〜１６２０）によって示唆された勾配を有するアセトンおよびＨ２Ｏであった。
【０２１０】
酵素によるパプリカ粉末の脱エステル化：
パプリカ粉末（５００ｍｇ）を、セルラーゼ−ペクチナーゼ（１００μｌ）、リパーゼ（１００ｍｇ）、および０．２％デオキシコール酸塩（２００ｍｇ）の存在下で（ｐＨ４．９３）、９．５ｍｌの水中に懸濁した。この懸濁液を、加熱した水浴中で３７℃で２４時間、振盪した。エタノール（５ｍｌ）、および５ｍｌのヘキサンの添加によって、懸濁液からカロチノイドを抽出した。抽出物中で色が観察できなくなるまで、ヘキサンを用いた抽出を繰り返し行った。
【０２１１】
酵素によるパプリカオレオレジンの脱エステル化：
パプリカオレオレジン（２０ｍｇ）を、ＴＷＥＥＮ−２０（２００μｌ）またはデオキシコール酸塩（１００ｍｇ）、および１０ｍｌのＨ２Ｏと混合した。そのエマルジョンを３７℃で２４時間振盪させた。４ｍｌのエタノールおよび５ｍｌのヘキサンの添加によって、カロチノイドの抽出を実施した。抽出物中で色が観察できなくなるまで、ヘキサンを用いた抽出を繰り返し行った。合わせたヘキサン抽出物を、水（２５ｍｌ）を用いて洗浄して、カロチノイドのＨＰＬＣ決定のために、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。
【０２１２】
化学的脱エステル化（化学的加水分解）：
本質的に、Ｉｔｔａｈら，Ｊ．Ａｇｒｉｃ．Ｆｏｏｄ  Ｃｈｅｍ．１９９３，４１，８９９〜９０１に記載のとおり、化学的脱エステル化を実施した。
【０２１３】
固定されたリパーゼおよび再生：
固定されたリパーゼはカンジダ・ルゴーサ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏｒｐ．，Ｓｔ  Ｌｏｕｉｓ  ＭＯ）から入手した。脱エステル化での使用後、酵素担持ビーズは沈澱により１５Ｋ  ＲＰＭで回収され、再使用まで４℃で保存された。
【０２１４】
デオキシコール酸塩の回収および再構成：
デオキシコール酸塩は、酢酸エチルのプールされた水性相から凍結乾燥（Ｉｌｓｈｉｎ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）によりまたは９５℃でのオーブン乾燥により回収された。簡潔に述べると、脱エステル化された溶液からのカロチノイド抽出の後、水性相は収集されて乾燥されて粉末にされた。回収されたデオキシコール酸塩は、酵素的脱エステル化で再使用される前に水で再構成された。再構成されたデオキシコール酸塩は少なくとも３回再使用されることができる。
【０２１５】
脱エステル化されたカロチノイドの酢酸エチル抽出：
リパーゼを用いた脱エステル化後、カロチノイド画分は酢酸エチルによってアルカリ性ｐＨ下で抽出された。まず、リパーゼ反応混合物は、ＮａＯＨでアルカリ性に、ｐＨ９．５にされ（０．１Ｎ  ＮａＯＨ溶液を用いて）、遊離脂肪酸生成物は水溶性の塩に変換された。次に、酢酸エチルが５容量の水性脱エステル化混合物に対して１容量の酢酸エチルの比率で添加され、相は混合されて分離させられた。水性相は除去され、酢酸エチル相は蒸留水を用いて４回再抽出され（水：酢酸エチル＝４：１容量／容量）、過剰量の硫酸ナトリウムの添加によって乾燥された。酢酸エチル溶媒は次にＲｏｔｏｖａｐｏｒ（Ｂｕｃｈｉ）中で減圧下でエバポレートされ、遊離のカロチノイドに富むパプリカオレオレジンを生成した。水性相中の遊離脂肪酸は、酸性化および酢酸メチルの如き非極性溶媒を用いた抽出によって定量的に回収される。
【０２１６】
脱エステル化されたパプリカオレオレジンからのビタミンＥの分離：
ビタミンＥは、珪酸マグネシウム吸着剤カラム（Ｆｌｏｒｉｓｉｌ，Ｓｕｐｅｌｃｏ、Ｂｅｌｌｅｆｏｎｔｅ，ＰＡ）を通過させることによってパプリカオレオレジンからクロマトグラフィーにより回収された。Ｆｌｏｒｉｓｉｌの３０ｃｍ×１ｃｍのカラムはヘキサンで平衡化され、パプリカオレオレジンはカラムに適用された（室温で０.５ｍｌのエタノールで希釈された０．５ｍｌのパプリカオイル）。カラムは次にカロチンカロチノイド（黄色）が溶出されるまでヘキサン（流速１ｍｌ／分）で洗い流された。キサントフィル（カプサンチン）を含む保持されたカロチノイドは、次に酢酸エチルを用いた大規模な洗浄によってカラムから溶出された。
【０２１７】
水中での脱エステル化されたオレオレジンの安定性：
酵素的脱エステル化の前後でのパプリカオレオレジンの安定性は、４℃で保存された０．１５％または０．０３％のＴｗｅｅｎ−２０（ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、Ａｍｅｒｓｈａｍ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ  Ｉｎｃ，Ｐｉｓｃａｔａｗａｙ，ＮＪ，ＵＳＡ）を含む水エマルション中で分光測光により評価された。色の濃度としての透明さは、脱エステル化されたオレオレジンおよび未処理のオレオレジンにおいて、可視的範囲分光測光により、色濃度の測定のために１０日ごとに除去されたサンプル中の、６００〜８００ｎｍでの背景を差引いた後の、４７４ｎｍ（赤色）での吸光度（ΔＯＤ）として測定された。
【０２１８】
脂質酸化阻害アッセイ：
抗酸化剤活性は、２３４ｎｍで検出されるジエン共役化生成物における変化として、メトミオグロビンによって触媒される脂質酸化の阻害によって測定された。カロチノイド（酵素的に脱エステル化されたオレオレジン、ビタミンＥを含まない酵素的に脱エステル化されたオレオレジン、リコピンおよびベータカロチン）は、ここに示されるように１０，２０または４０μＭの濃度で添加され、結果は中性（ｐＨ７．０）および極めて酸性（ｐＨ３．０）の条件下で、阻害剤を添加されていないコントロールの反応における脂質の酸化と比較された。
【０２１９】
実験結果
実施例１
トウガラシカロチノイドの効果的な酵素的脱エステル化
上述の通り、カロチノイドは、ヒトの栄養および健康にとって極めて重要であるが、モノ−、ジ−およびトリエステル化形態の豊富さのために天然の供給源からは吸収されにくい。現在、化学的加水分解が脱エステル化のために用いられているが、費用が高く、かつカロチノイドに対して苛酷である。天然のカロチノイドの穏やかでより効果的な脱エステル化方法を提供する試みにおいて、トウガラシ抽出物はリパーゼと反応され、生じたカロチノイドはＨＰＬＣで分析された。
【０２２０】
図１によって、天然のトウガラシ（パプリカ）カロチノイドのＨＰＬＣ画分のクロマトグラムが明示される。主なカロチノイドは、カプサンチンである。遊離の非エステル化カプサンチンは、約９分で溶出された。ほとんどのカプサンチンは、モノエステルおよびジエステルとしてエステル化された。モノエステルは、βクリプトキサンチン（１４．３３分）の後ろで、かつβカロチン（１８．９分）の前に、３つの主なピークで溶出された。ジエステルは、２２〜２６分の間の７つの主なピークとして溶出された。
【０２２１】
図２によって、化学的加水分解後、トウガラシ（パプリカ）ジエステルおよびモノエステルカロチノイドのピークの全てが消失し、そしてクロマトグラムが、ほとんど約９つのピークを含むことが実証される：（ｉ）カプサンチン（６．１分）；（ｉｉ）ビオラキサンチン（７．３６分）；（ｉｉｉ）カプサンチン（８．８９分）；（ｉｖ）シス−カプサンチン（１０．３３分）；（ｖ）カプソルテイン（１０．８３分）；（ｖｉ）ゼアキサンチン（１１．２分）；（ｖｉｉ）シス−ゼアキサンチン（１２．０分）；（ｖｉｉｉ）β−クリプトキサンチン（１４．３６分）；および（ｉｘ）β−カロチン。化学的加水分解の欠点は、本明細書中以降において考察される。
【０２２２】
図３によって、ペクチナーゼ／セルラーゼ（Ｒｏｈａｍｅｎｔ  ｍａｘ（Ｒｏｈｍ）０．１重量％）、プロテアーゼ（Ｃｏｒｏｌａｓｅ  ＰＮ−Ｌ（Ｒｏｈｍ）０．１重量％）（それぞれ、ペクチン、タンパク質、およびセルロースを柔らかくする）、ならびにリパーゼ（ａｍａｎｏ  ３０，０．１重量％）を用いた３７℃で２４時間のトウガラシ（パプリカ）のインキュベーションが、モノエステルおよびジエステルの遊離のカロチノイドへの脱エステル化を生じ、これによって得られるクロマトグラムは、化学的脱エステル化を介して得られたクロマトグラム（図２）と同様であることが実証される。
【０２２３】
図４によって、デオキシコール酸塩（４重量％）およびリパーゼ（ａｍａｎｏ  ３０，０．１重量％）の存在下での、３７℃で２４時間のオレオレジンのインキュベーション後のパプリカオレオレジンの脱エステル化が実証される。
【０２２４】
以下の他のリパーゼ：膵臓リパーゼ、リパーゼＡ、「Ａｍａｎｏ６」、リパーゼＦ−ＡＰ１５を用いて行った同様のアッセイでは、かなり劣った結果が得られた。
【０２２５】
図５ａ−ｃによって、デオキシコール酸塩（それぞれ、２重量％、３重量％、または４重量％）、およびリパーゼ（ａｍａｎｏ  ３０，０．１重量％）の存在下での、３７℃４８時間のオレオレジンのインキュベーション後のパプリカオレオレジンの脱エステル化が実証される。同様のカロチノイド脱エステル化の結果が、３％および４％のデオキシコール酸塩を用いて得られるが、２％デオキシコール酸塩を用いた場合、いくらか劣ったカロチノイド脱エステル化の結果が得られることに注目のこと。同様の反応の最適化が、他の反応成分の全てについて実施可能であることが理解される。
【０２２６】
これらの結果は、本明細書に記述される条件下でエステラーゼで処理することによってトウガラシカロチノイドを効率的に脱エステル化することが可能であることを実証する。上述の通り、ヒトまたは動物によるトウガラシカロチノイドの摂取前の、本明細書中に記述された方法に従ったパプリカカロチノイドの酵素的な脱エステル化は、腸から血漿へのこれらの化合物のバイオアベイラビリティを有意に増強することができる。
【０２２７】
実施例２
リパーゼ活性に対するＣａＣｌ２およびＮａＣｌの効果
トウガラシカロチノイドの脱エステル化に対する、ｐＨ７．６における、３７．０℃、１８時間のリパーゼの活性を、ＣａＣｌ２およびＮａＣｌの存在下で測定した。以下の表１に示されるように、反応混合物に対するＣａＣｌ２の添加は、リパーゼ活性を有意に増大した。
【表１】
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【０２２８】
ＣａＣｌ２なしで、１５０ｍＭ  ＮａＣｌの存在下では、脱エステル化は８７％であった。従って、リパーゼ反応混合物への金属塩の添加は、オレオレジンカロチノイドのリパーゼ加水分解の効率を改善した。
【０２２９】
実施例４
新鮮な、または凍結されたトウガラシの実からのオレオレジンの抽出
新鮮な、または凍結されたトウガラシの実（１００部）を、蒸留水（４０部）とともに５分間、ジュースにホモジナイズした。そのジュースを２５，０００ｇで２０分間遠心分離して、そのペレットを（直接または凍結させてのいずれかで）、２部のエタノール、および１０部の酢酸エチルと混合した。その溶出物を１分間ホモジナイズした。その溶媒を、遠心分離によって乾燥材料から分離して、減圧下において４５℃でエバポレートさせて、トウガラシオレオレジンを得た。この方法のこの工程は、図６のフローチャートに模式的に示される。
【０２３０】
実施例５
再生され固定されたリパーゼを用いたパプリカオレオレジンからのカロチノイドの酵素的脱エステル化
溶液中での酵素的脱エステル化は、大量のリパーゼ酵素を必要とし、この酵素は、脱エステル化されたカロチノイドの抽出および洗浄の間に水性相と一緒に除去される。トウガラシカロチノイドの脱エステル化の効率及び質に対するリパーゼ酵素の固定および再使用の効果を決定するために、パプリカオレオレジンは調製したてのおよび再生されたマトリックス固定されたカンジダ・ルゴーサのリパーゼを用いて脱エステル化された。
【０２３１】
脱エステル化および抽出後のカロチノイドのＨＰＬＣクロマトグラムに示されるように（図７ａ）、１００ｍｇの酵素に等しいマトリックス固定されたリパーゼは、パプリカオレオレジン中のトウガラシカロチノイドを脱エステル化することにおいて、懸濁液中の調製したての未結合のリパーゼと等しく効果的である（図５ａ〜ｃと比較して）。
【０２３２】
固定化されたリパーゼビーズは、沈澱によって再生され、再使用されることができる。しかし、固定された酵素の再使用は、活性の低下または変化をしばしば招く。従って、固定されたリパーゼは、１または２サイクルの回収後にパプリカオレオレジン中のカロチノイドの脱エステル化の効率についてテストされた。デオキシコール酸塩および水のエマルション中の２０ｍｇのパプリカオレオレジンは、リパーゼビーズと共に２４時間撹拌しながらインキュベートされ、その後ビーズは除去され、カロチノイドは抽出されて分析された。調製したての固定されたリパーゼ（図７ａ）、一回再生されたリパーゼ（図７ｂ）および２回再生されたリパーゼ（図７ｃ）を用いたＨＰＬＣクロマトグラムの同一性は、再生され固定されたリパーゼの脱エステル化活性のほぼ全ての保持を示す。図８は、調製したての、一回再生された、および二回再生された固定されたリパーゼを用いた脱エステル化の効率を比較し、固定された酵素の効率的な再使用をパプリカオレオレジンで定量する。酵素活性の損失は、３サイクルの回収および再使用後に６％未満であった。従って、固定されたリパーゼは活性の有意な損失または変化なしに何回も再生されることができる。
【０２３３】
実施例６
再生されたデオキシコール酸塩を用いたパプリカオレオレジンからのカロチノイドの酵素的脱エステル化
溶液中での酵素的脱エステル化は、大量の乳化剤デオキシコール酸塩を必要とし、これは脱エステル化されたカロチノイドの抽出および洗浄の間に水性相と一緒に除去される。デオキシコール酸塩の回収及び再使用は、極めて重要であることができ、廃棄物中のデオキシコール酸塩の量を減少させ、脱エステル化工程の費用を減少させる。トウガラシカロチノイドの脱エステル化の効率および質に対するデオキシコール酸塩の回収および再使用の効果を決定するために、パプリカオレオレジンは調製したてのデオキシコール酸塩および乾燥され再生されたデオキシコール酸塩の存在下で脱エステル化された。
【０２３４】
脱エステル化および抽出後のカロチノイドのＨＰＬＣクロマトグラムに示されるように（図９ｂ〜ｄ）、回収され再構成されたデオキシコール酸塩は、パプリカオレオレジン中のトウガラシカロチノイドを脱エステル化することにおいて、調製したてのデオキシコール酸塩と等しく効果的である（図９ａと比較して）。デオキシコール酸塩は、抽出および洗浄後に９５℃のオーブンで粉末に乾燥することによりまたは凍結乾燥（Ｉｌｓｈｉｎ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）によって水性相から回収された。再構成は水を用いて行われた。
【０２３５】
本発明を実施に移している際に、デオキシコール酸塩の回収および再生は、調製したてのデオキシコール酸塩と比較して、トウガラシカロチノイドの酵素的脱エステル化の増大した効率を生じることが驚くべきことに見出された。図１０は、調製したての（１００％）デオキシコール酸塩、一回再生した、２回再生した、および３回再生したデオキシコール酸塩を用いた脱エステル化の効率を比較し、乳化剤の効果的な再使用をパプリカオレオレジンで定量する。明らかに、デオキシコール酸塩の回収および再使用は酵素的脱エステル化を増大させる。
【０２３６】
単一の仮説に制限されることは望まないが、デオキシコール酸塩の再生による効率の増大は、パプリカオレオレジン中に存在する天然の乳化剤の繰返しの抽出および脱エステル化反応へのそれらの累積的添加によるのかもしれない。
【０２３７】
実施例７
酢酸エチルを用いた酵素的に脱エステル化されたカロチノイドの穏やかなアルカリ性抽出、およびビタミンＥが富化された新規なカロチノイド組成物の製造
酵素的に脱エステル化されたパプリカオレオレジンカロチノイドの抽出は従来、ヘキサンの如き非極性溶媒を用いていた。しかし、単一の仮説に制限されることは望まないが、カロチノイドの脱エステル化はそれらをそのエステル化されている出発材料より極性にするので、極めて非極性の溶媒を用いた抽出は、カロチノイド材料の損失、抽出時間の増大、および大容積の必要性を生ずる。同様に重要なことに、ヘキサンおよび他の極めて非極性の溶媒は、ＦＤＡによって「制限されるべき溶媒」と指定されており、一方、酢酸エチルの如きより極性の溶媒は、「低い毒性ポテンシャル」を有する溶媒と見なされている（ＶＩＣＨ  ＧＬ１８，“Ｉｍｐｕｒｉｔｉｅｓ  Ｓｏｌｖｅｎｔｓ”，２０００年６月、ＦＤＡ、米国厚生省）。より極性の溶媒を用いた酵素的に脱エステル化されたカロチノイドの抽出の効果をテストするために、酢酸エチルを用いた脱エステル化されたトウガラシカロチノイドの穏やかなアルカリ性抽出が行われた。
【０２３８】
酢酸エチルによる分離は、ヘキサンによる分離より簡単で、速く、４倍も少ない溶媒しか必要としないことが見出された（７〜８ｍｌヘキサン／５ｍｌ脱エステル化反応と比較した２〜３ｍｌ酢酸エチル／５ｍｌ脱エステル化反応）。抽出のさらなる効率は、抽出を塩基性環境で行うことによって達成された。有機相中のカロチノイドの濃度を増大させるために、脱エステル化からの遊離脂肪酸は、ＮａＯＨを用いてｐＨを９．５に増大させることによって塩形態に滴定された（ｔｉｔｅｒｅｄ）。酢酸エチル（約５容量の水溶液に対して約１容量の溶媒）は添加され、カロチノイドは抽出され、抽出されたオレオレジンは水で少なくとも３回洗浄された（１：１  ｖ／ｖ）。次の段階で、硫酸ナトリウムが酢酸エチルに添加されて酢酸エチルから水を除去し、それを乾燥した。抽出されたカロチノイドは減圧エバポレータ（Ｂｕｅｃｈｉ）による酢酸エチルのエバポレーションによって、遊離のカロチノイドを有するパプリカオレオレジンに濃縮された。穏やかなアルカリ性酢酸エチル抽出および濃縮後、酵素的に脱エステル化されたパプリカオレオレジンは、酵素的脱エステル化前のパプリカオレオレジンより３倍も多いカロチノイドをオイル中に含む（７４ｍｇカロチノイド／１ｇオイルから２１０ｍｇ／１ｇオイル）。
【０２３９】
図１３ａおよび図１３ｂは、酢酸エチル抽出の定性的および定量的利点を示す。二つの酵素的に脱エステル化されたパプリカオレオレジンカロチノイド調製物のＨＰＬＣクロマトグラムが高度に脱エステル化されたカロチノイドの同一のプロファイルを示す（約６．８分〜約１１．６分）のに対し、カロチノイドの濃度（１２．５ｍｇのカロチノイド／ヘキサンを用いた抽出物１ｇと比較した、１６２ｍｇのカロチノイド／酢酸エチルを用いた抽出物１ｇ）は、穏やかなアルカリ性酢酸エチル抽出の方がずっと大きい。
【０２４０】
図１３ｃおよび図１３ｄは、酵素的に脱エステル化されたトウガラシカロチノイドの効率的な酢酸エチル抽出のための穏やかなアルカリ化の重要性を示す。二つの酵素的に脱エステル化されたパプリカオレオレジンカロチノイド調製物のＨＰＬＣクロマトグラムが高度に脱エステル化されたカロチノイドの同一のプロファイルを示す（約６．８分〜約１１．６分）のに対し、カロチノイドの濃度（７４．９ｍｇのカロチノイド／ｐＨ調整なしの酢酸エチル抽出による抽出物１ｇと比較した、２１０ｍｇのカロチノイド／穏やかなアルカリ性酢酸エチル抽出による抽出物１ｇ）は、穏やかなアルカリ性酢酸エチル抽出の方がずっと大きい。
【０２４１】
パプリカオレオレジンは、極めて重要な抗酸化剤および栄養補助物であるビタミンＥに富む。本発明を実施に移している際に、酵素的に脱エステル化されたトウガラシカロチノイドの穏やかなアルカリ性酢酸エチル抽出は、カプサンチン、ゼアキサンチン、カプソルテインおよびビタミンＥを極めて多く含む新規のトウガラシオレオレジン組成物を生成することが驚くべきことに見出された。図１４ａおよび図１４ｂは、酵素的脱エステル化後の穏やかなアルカリ性酢酸エチル抽出による、これらの重要なカロチノイド並びにビタミンＥの、以前には達成することができなかった豊富さを示す。
【０２４２】
穏やかなアルカリ性酢酸エチル抽出によって酵素的に脱エステル化されたカロチノイドから除去される遊離脂肪酸は、上昇されたｐＨでのそれらの塩への変換のため、水性相中に留まる。有機相からの分離後のこの画分の収集および再酸性化は、酢酸メチルの如き溶媒で遊離脂肪酸を抽出することを可能とし、これは、多数の再抽出後、上述のようにエバポレートされることができ、栄養、食品または飼料補助物として好適な、濃縮された精製された天然のトウガラシ遊離脂肪酸を含む組成物を提供する。
【０２４３】
実施例８
酵素的に脱エステル化されたトウガラシカロチノイドの抗酸化剤活性：
脂質酸化の阻害
上述の背景技術の欄に記述される通り、カロチノイドはそれらの抗酸化剤特性のために食品添加剤および栄養補助剤として重要である。脂質およびリポタンパク質の酸化変性は、ガンの、心臓血管病および他の状態の病因の重要な段階であると考えられているが、抗酸化剤によって保護される。しかし、ある種のカロチノイドはそれほど一貫した保護能力を示さない（Ｇａｚｉａｎｏ  ｅｔ  ａｌ．，１９９５：Ｒｅａｖｅｎ  ｅｔ  ａｌ．，１９９４）。カロチノイドの混合物は、いかなる単一のカロチノイドより抗酸化剤として効果的であることが見出されている（Ｓｔａｈｌ  ｅｔ  ａｌ．，１９９８）。さらに、カロチノイドはビタミンＥの抗酸化剤効率を増大させることが報告されている（Ｂｏｈｍ  ｅｔ  ａｌ．，１９９７；Ｆｕｈｒｍａｎ  ｅｔ  ａｌ．，１９９７；Ｆｕｈｒｍａｎ  ａｎｄ  Ａｖｉｒａｍ，１９９９）。酵素的に脱エステル化されたトウガラシカロチノイドの抗酸化剤特性を評価するため、カロチン−リノレイン酸アッセイにおける脂質酸化に対する酵素的に脱エステル化されたカロチノイドの効果が測定された。
【０２４４】
上述の通り、ビタミンＥ（大部分は混合されたトコフェロール）は、トウガラシオレオレジンの如きカロチノイドの天然の供給源の重要な成分である。ビタミンＥは、図１４に示されるようにカロチノイド画分と共に抽出され濃縮される。重要な抗酸化剤微量栄養素として、カロチノイド組成物におけるビタミンＥの存在は有利である。しかし、酵素的に脱エステル化されたトウガライシカロチノイドの抗酸化剤特性を正確に評価するためには、酵素的に脱エステル化されたカロチノイドの固有の特性を変化させることなしにビタミンＥを取り除く方法が必要とされる。
【０２４５】
本発明を実施に移している間に、ヘキサンで平衡化された珪酸マグネシウムのカラム（Ｆｌｏｒｉｓｉｌ，Ｓｕｐｅｌｃｏ，Ｂｅｌｌｅｆｏｎｔｅ，ＰＡ，ＵＳＡ）に、濃縮された酵素的に脱エステル化されたトウガラシオレオレジンを通過させることによって、黄色のカロチノイドと赤色（キサントフィル）のカロチノイドを分離することが可能であることが見出された。酢酸エチルを用いた保持されていた赤色カロチノイドの溶出は、４０倍以上のビタミンＥを欠く赤色カロチノイドの定量的な回収を生じた（図１１ａおよび図１１ｂにおけるビタミンＥのＨＰＬＣを比較されたい）。従って、酵素的に脱エステル化されたトウガラシオレオレジンカロチノイドの抗酸化剤効果は、正確に評価されることができる。
【０２４６】
リコピン（図１５ａおよび図１５ｂにおけるｘ）とベータカロチン（図１５ａおよび図１５ｂにおける星印）を比較すると、酵素的に脱エステル化されたトウガラシカロチノイドは、中性ｐＨ（例えば血液で見出されるような）（図１５ａ）、および強酸性ｐＨ（例えば胃で見出されるような）（図１５ｂ）の両方において、脂質酸化の優れた阻害を示した（図１５ａおよび図１５ｂ、黒四角および黒三角）。ビタミンＥを含む脱エステル化されたトウガラシカロチノイド（黒四角、図１５ａおよび図１５ｂ）、およびビタミンＥを欠く脱エステル化されたトウガラシカロチノイド（黒三角、図１５ａおよび図１５ｂ）の両方は、ｐＨにかかわらず類似の優れた抗酸化剤特性を示した。
【０２４７】
図１６ａおよび図１６ｂ中の酵素的に脱エステル化されたカロチノイドの抗酸化剤特性に対するカロチノイド濃度の効果の棒グラフは、全ての濃度並びに中性およびアルカリ性ｐＨの両方において、ビタミンＥを含む脱エステル化されたトウガラシカロチノイド（「キャプシビット」、図１６ａおよび図１６ｂ）、およびビタミンＥを欠く脱エステル化されたトウガラシカロチノイド（「加水分解されたカロチノイド」、図１６ａおよび図１６ｂ）は、類似の優れた抗酸化剤特性を示すことを実証した。
【０２４８】
実施例９
酵素的に脱エステル化されたトウガラシカロチノイドの安定性：
酵素的に脱エステル化されたトウガラシカロチノイドの安定性を測定するため、酵素的脱エステル化および穏やかなアルカリ性酢酸エチル抽出の前後での、パプリカオレオレジンから調製されたエマルションの色濃度が、３０日間の貯蔵期間にわたって比較された。色濃度は、水中へのカロチノイドの分散を評価するために、非イオン性の非変性界面活性剤（Ｔｗｅｅｎ２０）の二つの濃度の存在下で測定された。
【０２４９】
図１２の表は、調製時（時間０）および１０日間の貯蔵後（１０日後）における、水中の酵素的に脱エステル化されたパプリカオレオレジンの優れた安定性を示す。４７４ｎｍでの吸光度を比較すると、酵素的に脱エステル化されたオレオレジン（１ｍｇ／１００ｍｌ水）は、０．１５％のＴｗｅｅｎ−２０（１．４０２対１．３７７）および０．０３％のＴｗｅｅｎ２０（１．３５２対１．３２６）で９７％以上の色濃度を明らかに保持し、高いＴｗｅｅｎ濃度（０．１５％）および低いＴｗｅｅｎ濃度（０．０３％）のエマルションの色濃度間には小さな差しかなかった。これとは極めて対照的に、未処理のエステル化されたパプリカオレオレジン（１ｍｇ／１００ｍｌ水）は、低いＴｗｅｅｎ（０．０３％）濃度では１０日間の貯蔵後、初期色濃度の約７０％しか保持しておらず（０．９１２対０．６６２）、高いＴｗｅｅｎ（０．１５％）濃度では約９５％しか保持していなかった（１．２２０対１．１５９）。
【０２５０】
さらに、静置させると、未処理のエステル化されたパプリカオレオレジンから調製されたエマルションはその容器の瓶首のところに、色濃度の損失に伴って油の環を生じたが、酵素的に脱エステル化されたパプリカオレオレジンから調製されたエマルションはそのような油の環は生じなかった。単一の仮説に制限されることは望まないが、色濃度の損失は、疎水性相互作用および油の環中への未処理のエステル化されたカロチノイドの蓄積のためであり得る。
【０２５１】
従って、酵素的に脱エステル化された穏やかなアルカリ性酢酸エチル抽出されたパプリカオレオレジンは、低い界面活性剤濃度でも水溶液中での優れた貯蔵および分散特性を有する。
【０２５２】
以上、まとめると、これらの結果は以下のことを示す：ｉ）トウガラシの果実に見出されるような赤色カロチノイドは、上述の新規の条件を用いて穏やかな酵素的加水分解によって効果的にかつ定量的に脱エステル化されて、脱エステル化された赤色カロチノイド組成物を生成することができ、かかる組成物は化学的加水分解によって生成されるものに匹敵する；ｉｉ）固定された酵素および回収されて再生された乳化剤（例えばデオキシコール酸塩）は、脱エステル化されたカロチノイド生成物の質または量の有意な損失なしに脱エステル化工程で使用されて再使用されることができる；ｉｉｉ）酢酸エチルおよび穏やかなアルカリ性条件を用いる新規の効率的な抽出方法は、高濃度の酵素的に脱エステル化された赤色カロチノイドおよびビタミンＥを含む、従来達成することができなかった組成物、並びに精製された単離されたカロチノイドを含まない脂肪酸を生成する；ビタミンＥは、酵素的に脱エステル化されたトウガラシカロチノイドからクロマトグラフィーにより定量的に除去されることができる；およびｖ）酵素的に脱エステル化されたトウガラシカロチノイドは、上述のように酵素的脱エステル化および抽出によって富化されたビタミンＥ成分ありまたはなしで優れた抗酸化剤特性を有する。
【０２５３】
分かりやすくするため別個の実施態様で説明されている本発明のいくつもの特徴は、組み合わせて単一の実施態様にして提供することもできることは分かるであろう。逆に簡略化するため単一の実施態様で説明されている本発明の各種特徴は、別個に又は適切なサブコンビネーションで提供することもできる。
【０２５４】
本発明を、その具体的実施態様とともに説明してきたが、多くの変形と変更が当業技術者には明らかであることは明白である。したがって、本発明は、本願の特許請求の範囲の精神と広い範囲内に入っているこのような変形と変更をすべて含むものである。本明細書に記載のすべての刊行物、特許及び特許願は、あたかも、個々の刊行物、特許又は特許願各々が、本願に具体的にかつ個々に参照して示されているように、本願に援用するものである。さらに、本願における任意の文献の引用もしくは確認は、このような文献が本発明に対する従来技術として利用できるという自白とみなすべきではない。
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【図面の簡単な説明】
【０２５５】
【図１】天然のトウガラシカロチノイド（オレオレジンから得た）のＨＰＬＣクロマトグラムである。
【図２】化学的加水分解後の天然のトウガラシ（パプリカ）カロチノイドのＨＰＬＣクロマトグラムである。
【図３】デオキシコール酸塩の存在下で、ペクチナーゼ、プロテアーゼ、セルラーゼ、およびリパーゼを用いた処理後の天然のトウガラシ（パプリカ）カロチノイドのＨＰＬＣクロマトグラムである。
【図４】デオキシコール酸塩およびリパーゼを用いた処理後のパプリカオレオレジンカロチノイドのＨＰＬＣクロマトグラムである。
【図５ａ−ｂ】種々の濃度のデオキシコール酸を用いた処理後のパプリカオレオレジンカロチノイドのＨＰＬＣクロマトグラムである。
【図５ｃ】種々の濃度のデオキシコール酸を用いた処理後のパプリカオレオレジンカロチノイドのＨＰＬＣクロマトグラムである。
【図６】本発明によって、トウガラシの実からオレオレジンを抽出する方法の工程を明示する。
【図７ａ−ｂ】新鮮なおよび再生されて固定されたカンジダ・ルゴーサのリパーゼで抽出されたパプリカオレオレジンカロチノイドのＨＰＬＣクロマトグラムである。
【図７ｃ】再生されて固定されたカンジダ・ルゴーサのリパーゼで抽出されたパプリカオレオレジンカロチノイドのＨＰＬＣクロマトグラムである。
【図８】再生されてマトリックスに結合されたリパーゼのリパーゼ活性の保持を示す。
【図９ａ−ｂ】新鮮なおよび再生されたデオキシコール酸塩で抽出したパプリカオレオレジンカロチノイドのＨＰＬＣクロマトグラムである。
【図９ｃ−ｄ】再生されたデオキシコール酸塩で抽出したパプリカオレオレジンカロチノイドのＨＰＬＣクロマトグラムである。
【図１０】再生されたデオキシコール酸塩の乳化活性の保持を示す。
【図１１ａ】ＦｌｕｒａｓｉｌカラムによるビタミンＥの効果的な除去を示す脱エステル化されたパプリカオイルのＨＰＬＣクロマトグラムである。
【図１１ｂ】ＦｌｕｒａｓｉｌカラムによるビタミンＥの効果的な除去を示す脱エステル化されたパプリカオイルのＨＰＬＣクロマトグラムである。
【図１２】水中での色の維持による、酵素的に脱エステル化されたパプリカオレオレジンの優れた安定性を示す表である。
【図１３ａ−ｂ】図１３ａは、ヘキサンで抽出された酵素的に脱エステル化されたパプリカオレオレジンカロチノイドのＨＰＬＣクロマトグラムを示し、図１３ｂは、酢酸エチルで抽出された酵素的に脱エステル化されたパプリカオレオレジンカロチノイドのＨＰＬＣクロマトグラムを示す。
【図１３ｃ−ｄ】図１３ｃは、ｐＨをｐＨ９．５に調整して酢酸エチルで抽出された酵素的に脱エステル化されたパプリカオレオレジンカロチノイドのＨＰＬＣクロマトグラムを示し、図１３ｄはｐＨ調整なしに酢酸エチルで抽出された酵素的に脱エステル化されたパプリカオレオレジンカロチノイドのＨＰＬＣクロマトグラムを示す。
【図１４】図１４ａおよび図１４ｂは、酵素的脱エステル化後のカロチノイドおよびビタミンＥの抽出の効率に対するｐＨ調整の効果を示す表である。
【図１５】図１５ａおよび図１５ｂは、脂質酸化の阻害のグラフである。
【図１６】図１６ａおよび図１６ｂは、他のカロチノイド抗酸化剤と比較した、酵素的に脱エステル化されたカロチノイドの優れた抗酸化剤効果を示す棒グラフである。
【図１７】パーセント組成（重量／重量）での、ビタミンＥを含む酵素的に脱エステル化されたカロチノイドおよびビタミンＥを含まない酵素的に脱エステル化されたカロチノイドの組成を示す表である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ−ｂ】
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【図５ｃ】
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【図６】
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【図７ａ−ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８】
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【図９ａ−ｂ】
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【図９ｃ−ｄ】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２】
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【図１３ａ−ｂ】
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【図１３ｃ−ｄ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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