(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピロリン酸第二鉄を含む粉末であって、
（１）モード径（最頻細孔直径）が３００ｎｍ以下であり、
（２）全細孔容積中に占める細孔直径１００〜２１０ｎｍの細孔容積の割合が６０〜８０％である、
ことを特徴とするピロリン酸第二鉄含有粉末。
【請求項２】
比表面積が２５ｍ２／ｇ以上である、請求項１記載のピロリン酸第二鉄含有粉末。
【請求項３】
外部表面積が２０ｍ２／ｇ以上である、請求項１又は２に記載のピロリン酸第二鉄含有粉末。
【請求項４】
平均粒子径が５μｍ以上である、請求項１〜３のいずれかに記載のピロリン酸第二鉄含有粉末。
【請求項５】
ピロリン酸第二鉄の含有量が９０重量％以上である、請求項１〜４のいずれかに記載のピロリン酸第二鉄含有粉末。
【請求項６】
ピロリン酸第二鉄及びケイ素成分を含むピロリン酸第二鉄含有粉末を製造する方法であって、
水性溶媒中に水溶性鉄塩、ピロリン酸塩及びケイ酸塩を添加及び混合することにより、これらの反応生成物を含む水性スラリーを調製する工程
を含むことを特徴とするピロリン酸第二鉄含有粉末の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、経口により鉄分を体内に補給するための鉄補給用食品等に用いられるピロリン酸第二鉄含有粉末とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、人体の疾病予防又は健康維持に関して、ミネラルの摂取不足が原因の一つとして指摘されており、それに関連して種々のミネラルの役割が研究・分析により解明されつつある。その中でも、鉄分は、人体内の鉄の約７０％が酸素運搬を行っているヘモグロビンのヘム鉄に存在している。鉄不足になるとヘモグロビンの量が減少して酸素運搬能が減少し、貧血を発症する。貧血等の鉄欠乏症は、全人口のうち２０億人が罹っているといわれている。鉄欠乏症になると、貧血の発症だけでなく、妊婦においては低体重児の出生、小児では発達遅延、異常行動等を引き起こすといわれている。これらの疾患に対する治療方法としては、主として、鉄分を補給することにより鉄の体内吸収量を増加させる手法がとられている。
【０００３】
鉄の体内への吸収は、二価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）が十二指腸で吸収されるとされている。このメカニズムを考慮し、鉄欠乏症を緩和ないしは治癒するための食品又は医薬品が開発されている。例えば、清涼飲料水、粉ミルク、サプリメント、医薬品等に鉄剤が配合された製品が提供されている。鉄剤としては、可溶性鉄塩又は水不溶性鉄塩を主成分とするものが使用されているが、特に可溶性塩が汎用されている。ところが、可溶性鉄塩は、鉄味が強く、経口用として嗜好性に問題があることに加え、イオン化した鉄の胃壁への侵襲による副作用が問題となる。このため、近年においては、不溶性鉄塩が使用されるようになり、その中でもピロリン酸第二鉄が脚光を浴びている。
【０００４】
鉄の吸収性に関係する作用が、胃及び十二指腸での鉄の溶出である。胃での鉄の溶出を抑制し、十二指腸で溶出することができれば、十二指腸で溶出する量が増えて生体吸収性の向上が期待できる。さらには、可溶性鉄塩と異なり、胃への侵襲の問題を緩和ないしは防止できると言える。一方、ピロリン酸第二鉄のような不溶性鉄塩は、比較的に胃での障害を引き起こしにくいものの、鉄の溶出性が悪いため、生体吸収性が低い。このような問題を解消するために、例えばピロリン酸第二鉄を可溶化するようにキレート鉄製剤が開発されているが、胃で鉄の溶出が生じる結果、嘔吐、下痢及び食欲不振の原因になるおそれがある。このため、ピロリン酸第二鉄を含む鉄剤に対して種々の改良技術が提案されている。
【０００５】
例えば、食品添加物として使用しているピロリン酸第二鉄に分散剤を添加してピロリン酸第二鉄の微粒子を調製することにより、分散性を向上させて鉄の風味を抑制したピロリン酸第二鉄製剤が提案されている（特許文献１）。
【０００６】
その他にも、ピロリン酸第二鉄の生体吸収性に関する研究成果が報告されている。例えば、強熱減量を変化させたピロリン酸第二鉄の生体吸収性の評価（非特許文献１）、平均粒子径を変化させたピロリン酸第二鉄の生体吸収性の評価（非特許文献２）が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特願平８−５１４４４８号
【特許文献２】特開２０１２−１００６１５
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｈ．Ｔｓｕｃｈｉｔａ,ｅｔ  ａｌ.,Ｊ. Ａｒｇｒｉｃ.Ｆｏｏｄ Ｃｈｅｍ.,３９,３１６−３２１（１９９１）
【非特許文献２】Ｒ.Ｗｅｇｍｕｌｌｅｒ,ｅｔ  ａｌ.,Ｊ.Ｎｕｔｒ.,１３４,３３０１−３３０４（２００４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の技術では、食品添加物製剤に含まれるピロリン酸第二鉄の配合量が少ないため、鉄を摂取する際には大量の食品添加物製剤を服用しなければならない。さらには、微粒子化するために、ビーズミル等を用いて粉砕していることから、ビーズ又は装置からのコンタミネーションのリスクが高くなる。
【００１０】
非特許文献１の技術では、強熱減量を変化させてピロリン酸第二鉄の生体吸収性を評価し、ピロリン酸第二鉄の強熱減量が高いほど生体吸収性は高くなることが報告されているが、その生体吸収性は十分ではない。
【００１１】
非特許文献２の技術では、平均粒子径を変化させてピロリン酸第二鉄の生体吸収性を評価し、ピロリン酸第二鉄の平均粒子径を小さくするほど生体吸収性は高くなることが報告されているものの、生体吸収性の劇的な改善には至っていない。
【００１２】
従って、本発明の主な目的は、経口用鉄剤の主成分として高い鉄分吸収性が得られるピロリン酸第二鉄含有粉末を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、従来技術の問題点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、特定の組成及び物性を有するピロリン酸第二鉄含有粉末が上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１４】
すなわち、本発明は、下記のピロリン酸第二鉄含有粉末及びその製造方法に係る。
１．  ピロリン酸第二鉄を含む粉末であって、
（１）モード径（最頻細孔直径）が３００ｎｍ以下であり、
（２）全細孔容積中に占める細孔直径１００〜２１０ｎｍの細孔容積の割合が６０〜８０％である、
ことを特徴とするピロリン酸第二鉄含有粉末。
２．  比表面積が２５ｍ２／ｇ以上である、前記項１記載のピロリン酸第二鉄含有粉末。
３．  外部表面積が２０ｍ２／ｇ以上である、前記項１又は２に記載のピロリン酸第二鉄含有粉末。
４．  平均粒子径が５μｍ以上である、前記項１〜３のいずれかに記載のピロリン酸第二鉄含有粉末。
５．  ピロリン酸第二鉄の含有量が９０重量％以上である、前記項１〜４のいずれかに記載のピロリン酸第二鉄含有粉末。
６．  ピロリン酸第二鉄及びケイ素成分を含むピロリン酸第二鉄含有粉末を製造する方法であって、
水性溶媒中に水溶性鉄塩、ピロリン酸塩及びケイ酸塩を添加及び混合することにより、これらの反応生成物を含む水性スラリーを調製する工程
を含むことを特徴とするピロリン酸第二鉄含有粉末の製造方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のピロリン酸第二鉄含有粉末では、特定の細孔容積及びモード径（最頻細孔直径）を兼ね備えた細孔構造を有するので、鉄の溶出性に関し、ｐＨ１．２の水に対する溶出を低く抑える一方、ｐＨ３．０の水に対する溶出性を高めることができる。すなわち、本発明粉末を経口により服用した際、胃内では鉄イオンの溶出を効果的に抑制しつつ、十二指腸では胃内と比較して鉄の溶出性が高いことにより高い吸収性を得ることが期待できる。これにより、胃での障害が少なく、体内に鉄分がより吸収されやすい経口型粉末を提供することができる。
【００１６】
このような特徴を有する本発明粉末は、そのまま経口摂取・経口投与できるほか、例えば食品又はサプリメント、医薬品、医薬部外品等の各種の製品に配合したうえで好適に使用することもできる。
【００１７】
本発明の製造方法では、特に所定量のケイ酸塩を反応系に存在させることにより、上記のような特定の細孔構造をより確実に形成させることができるので、本発明粉末をより確実かつ効率的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１で得られたピロリン酸第二鉄含有粉末の細孔容積を測定した結果を示す。
【図２】実施例２で得られたピロリン酸第二鉄含有粉末の細孔容積を測定した結果を示す。
【図３】実施例３で得られたピロリン酸第二鉄含有粉末の細孔容積を測定した結果を示す。
【図４】実施例４で得られたピロリン酸第二鉄含有粉末の細孔容積を測定した結果を示す。
【図５】実施例５で得られたピロリン酸第二鉄含有粉末の細孔容積を測定した結果を示す。
【図６】実施例６で得られたピロリン酸第二鉄含有粉末の細孔容積を測定した結果を示す。
【図７】比較例１で得られたピロリン酸第二鉄含有粉末の細孔容積を測定した結果を示す。
【図８】比較例２で得られたピロリン酸第二鉄含有粉末の細孔容積を測定した結果を示す。
【図９】比較例３のピロリン酸第二鉄含有粉末の細孔容積を測定した結果を示す。
【図１０】比較例４のピロリン酸第二鉄含有粉末の細孔容積を測定した結果を示す。
【図１１】比較例５のピロリン酸第二鉄含有粉末の細孔容積を測定した結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
１．ピロリン酸第二鉄含有粉末
本発明のピロリン酸第二鉄含有粉末（本発明粉末）は、ピロリン酸第二鉄を含む粉末であって、
（１）モード径（最頻細孔直径）が３００ｎｍ以下であり、
（２）細孔直径１００〜３００ｎｍの細孔容積（全細孔容積）中に占める細孔直径１００〜２１０ｎｍの細孔容積の割合が６０〜８０％である、
ことを特徴とする。
【００２０】
一般に、ピロリン酸第二鉄は化学式Ｆｅ４（Ｐ２Ｏ７）３で示される化合物である。これに対し、本発明粉末は、ピロリン酸第二鉄とそれ以外の成分（第三成分）とが複合化（一体的に固定化）した成分から構成されるものであるので、上記のような混合物とは明確に区別されるものである。
【００２１】
本発明粉末では、本発明粉末を構成する個々の粒子中にピロリン酸第二鉄と第三成分とが複合化した成分が含まれる。このような粉末は、後記に示すような製造方法によってより確実に製造することができる。
【００２２】
また、前記のピロリン酸第二鉄と第三成分とが複合化した成分は、通常は非晶質体である。従って、例えばＸ線回折分析では第三成分による明確なピークは認められない。
【００２３】
本発明粉末におけるピロリン酸第二鉄の含有量は通常９０重量％以上であり、特に９５重量％以上であることが好ましい。ピロリン酸第二鉄の含有量の上限値は限定的でないが、通常は９９重量％程度とすれば良い。第三成分としては、上記のような細孔構造（すなわち、細孔容積及びモード径）が形成される限りは特に限定されず、通常は出発原料由来の成分であることが好ましく、例えばケイ素等が含まれる。
【００２４】
本発明粉末におけるモード径（最頻細孔直径）が３００ｎｍ以下であり、特に１５０〜２１０ｎｍであることが望ましい。すなわち、本発明粉末を構成する粒子が有する細孔におけるモード径が上記範囲内にあることが好ましい。また、本発明粉末の全細孔容積に占める細孔直径１００〜２１０ｎｍの細孔容積の割合が６０〜８０％であり、特に６０〜７５％であることが望ましい。
【００２５】
本発明粉末では、特に、上記のような特定のモード径及び細孔容積の割合という２つの物性を兼ね備えることにより、次のような効果を得ることができる。すなわち、本発明粉末を構成する粒子の内部で細孔が発達した多孔性の細孔構造が形成されることによって、高い鉄分吸収性を発揮することができる。これは、次のようなメカニズムによるものと考えられる。モード径が水の毛管凝縮が生じる直径より小さくなると、毛細管現象が起こりやすく細孔内部への水の浸透性が高まるとともに、当該細孔の容積が大きい場合には細孔内部における水の保持量も多くなり、ピロリン酸第二鉄含有粉末内で水との接触性が高まり、保持水中への鉄の溶出が容易になる。ピロリン酸第二鉄はその特性上、ｐＨ１．２での溶解性はｐＨ３．０でのそれと比較して低いことから、ピロリン酸第二鉄含有粉末の細孔構造を特定の範囲とすることで細孔内での水の保持量を高め、ピロリン酸第二鉄自身の酸溶解特性によりｐＨ１．２に対するｐＨ３．０での溶出性（溶出率）を高めることが期待できる。すなわち、消化管内部での溶解性を想定した場合、経口服用されたピロリン酸第二鉄含有粉末は、胃酸（ｐＨ１．２）と接触した際にその細孔内に胃酸が浸透し、細孔内部に胃酸が保持された状態で十二指腸（ｐＨ３．０）に到達すると、細孔内で胃酸が一部中和されながらｐＨ３．０の酸性液と置換され、この際にピロリン酸第二鉄自身の溶解とともに細孔構造が崩壊し、これに伴い鉄イオンが消化管内に溶出されることにより腸管から体内へ吸収される。従って、本発明粉末によれば、胃での鉄の溶出を抑制することともに、十二指腸での鉄の溶出を促進するという効果が期待できる。
【００２６】
本発明粉末の性状は、通常は粉末（乾燥粉末）の形態をとり得るが、この場合の平均粒径は限定されないが、通常は１〜１００μｍ程度とし、特に１〜５０μｍとすることが好ましい。なお、必要に応じて、水等を含む液状媒体に本発明粉末を分散させることにより分散液、ペースト等の液体の形態で使用することもできる。
【００２７】
本発明粉末の比表面積は限定的でないが、通常は２０ｍ２/ｇ以上であり、特に２５ｍ２/ｇ以上とすることが本発明の効果の見地より好ましい。また、外部比表面積は、通常は１５ｍ２/ｇ以上とし、特に２０ｍ２/ｇ以上とすることが好ましい。これによって、水との接触面積が広くなるため、水に馴染みやすくなる。
【００２８】
本発明粉末は、経口用として好適に用いることができる。従って、そのまま経口型鉄剤（鉄補給用）として使用することができるほか、他の成分（溶媒、増粘剤、賦形剤、着色料、香料等の添加物）とともに製剤化して鉄補給製剤として使用することもできる。また、一般的な食品、サプリメント、医薬品等の補助成分として用いることもできる。
【００２９】
２．ピロリン酸第二鉄含有粉末の製造方法
本発明は、ピロリン酸第二鉄及びケイ素成分を含むピロリン酸第二鉄含有粉末を製造する方法であって、
水性溶媒中に水溶性鉄塩、ピロリン酸塩及びケイ酸塩を添加及び混合することにより、これらの反応生成物を含む水性スラリーを調製する工程（反応工程）
を含むことを特徴とするピロリン酸第二鉄含有粉末の製造方法を包含する。
【００３０】
反応工程
反応工程では、水性溶媒中に水溶性鉄塩、ピロリン酸塩及びケイ酸塩を添加及び混合することにより、これらの反応生成物を含む水性スラリーを調製する。すなわち、水性溶媒中において、出発原料である水溶性鉄塩、ピロリン酸塩及びケイ酸塩の反応生成物を生成させるに際し、これら出発原料の反応生成物を含む水性スラリーを調製する
【００３１】
水溶性鉄塩としては、特に限定されるものではなく、例えば塩化第二鉄、硫酸第二鉄、硫酸第二鉄アンモニウム、硝酸第二鉄、臭化第二鉄、ギ酸第二鉄、酢酸第二鉄、クエン酸鉄、クエン酸鉄アンモニウム等が挙げられる。特に、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、硝酸第二鉄等の少なくとも１種が好ましく、その中でも塩化第二鉄及び硫酸第二鉄の少なくとも１種がより好ましい。最も好ましいのは塩化第二鉄である。
【００３２】
ピロリン酸塩としては、特に限定されるものではなく、例えばピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム、ピロリン酸リチウム、酸性ピロリン酸ナトリウム、酸性ピロリン酸カリウム等が挙げられる。特に、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム、酸性ピロリン酸ナトリウム等の少なくとも１種が好ましく、さらにはピロリン酸ナトリウム及びピロリン酸カリウムの少なくとも１種が好ましく、ピロリン酸ナトリウムが最も好ましい。
【００３３】
ケイ酸塩としては、特に限定されるものではなく、例えばメタケイ酸ナトリウム、オルトケイ酸ナトリウム、メタ二ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸カリウム、メタケイ酸リチウム、コロイダルシリカ、水ガラスが挙げられ、好ましいのはメタケイ酸ナトリウム、メタケイ酸カリウム、メタケイ酸リチウムであり、さらに好ましいのはメタケイ酸ナトリウム、メタケイ酸カリウムであり、最も好ましいのは、メタケイ酸ナトリウムである。
【００３４】
水性媒体としては、水及び水溶性有機溶媒の少なくとも１種を好適に使用することができる。水溶性有機溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類を好ましく使用することができる。本発明では、特に水を用いることが好ましい。水性媒体の使用量は特に制限されず、通常は反応生成物の固形分濃度が０．１〜４０重量％、さらに好ましくは０．３〜５０重量％程度となるように適宜調製すれば良い。
【００３５】
本発明の製造方法では、水性媒体に水溶液鉄塩、ピロリン酸塩及びケイ酸塩を配合する方法であっても良いし、これらを予め水溶液の形態としたうえで添加及び混合しても良い。この場合の各水溶液の濃度は限定的ではないが、通常は水溶液鉄塩では１〜２ｍｏｌ/Ｌ、ピロリン酸塩では０．１〜１ｍｏｌ/Ｌ、ケイ酸塩では０．０１〜０．１５ｍｏｌ/Ｌ程度の範囲内とすれば良い。
【００３６】
また、本発明では、必要に応じて水性媒体中にｐＨ調整剤等を適宜配合することもできる。ｐＨ調整剤としては、例えばフッ化水素酸、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸、酢酸、クエン酸、シュウ酸、塩化アルミニウム、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水等を用いることができる。
【００３７】
本発明の製造方法においては、これら所定の割合となるように秤量された出発原料を水性媒体中で混合し、反応させることによって、所望の反応生成物を含む水性スラリーを得ることができる。原料仕込み量として、例えば、（Ｆｅ＋Ｓｉ）／Ｐモル比が０．７０〜０．８５の範囲内で適宜設定すれば良い。
【００３８】
反応温度は、特に限定的ではなく、例えば５〜５０℃、特に１５〜３５℃の範囲内で適宜設定すれば良い。また、反応雰囲気としては特に限定的ではないが、大気中（大気圧下）とすれば良い。
【００３９】
また、本発明の製造方法において、すべての出発原料を添加した後の反応生成物を含む水性スラリーのｐＨは、水酸化鉄等の副生成物の生成を抑制するという点において、２．０〜５．０となるように調整することが好ましい。
【００４０】
このようにして反応生成物を含む水性スラリーが得られるが、必要に応じてさらに熟成工程を実施することもできる。熟成工程では、出発原料の添加がすべて完了した後の混合液を一定時間撹拌し続けることによって実施することができる。これにより、ピロリン酸第二鉄の生成反応を促進することができる。熟成工程の温度は通常５〜８０℃程度とすれば良く、特に１０〜５０℃とすることが好ましい。また、熟成時間は、出発原料の添加がすべて完了した直後から０．１５〜５時間程度とすれば良く、特に０．１５〜１時間とすることが好ましい。
【００４１】
なお、熟成工程における上記水性スラリーの固形分濃度は特に限定されないが、通常は１〜２０重量％程度とし、特に３〜１５重量％とすることが好ましい。固形分濃度を調整するために脱水又は水の添加を適宜実施することもできる。
【００４２】
その他の工程
前記の水性スラリーは、通常は反応生成物である本発明粉末が分散した液体であるので、そのまま使用することもできるが、必要に応じて固液分離工程、水洗工程、乾燥工程、粉砕・分級工程等のいずれかの工程に供することもできる。
【００４３】
固液分離工程
固液分離工程では、前記水性スラリーを固液分離することによって固形分を回収する。固液分離方法は、公知の方法に従えば良く、例えばろ過、遠心分離等の各種の脱水方法を採用することができる。
【００４４】
水洗工程
前記水性スラリーは、固液分離工程の前工程及び／又は後工程として水洗工程を実施することもできる。水洗工程により、反応生成物中に含まれる副生成物、不純物等が含まれる場合、これらを効果的に除去することができる。
【００４５】
水洗工程は、固液分離工程と交互に繰り返すことにより好適に実施することができる。従って、水洗工程は、例えば加圧ろ過、減圧濾過、真空ろ過、自然ろ過、遠心ろ過等の一般的なろ過方法により水性スラリーを脱水し、得られた固形分を一般的な水洗設備を用いることにより水で洗浄を行った後、例えばフィルタープレス、遠心分離機等を用いることにより固液分離するという一連の工程を１回又は２回以上実施すれば良い。
【００４６】
なお、水洗工程の終点は、例えばフィルタープレス等による場合、水洗ろ液の導電率（２２℃）を１００〜２００μＳ/ｃｍとすれば良く、さらに好ましくは１００〜１５０μＳ/ｃｍとすれば良い。
【００４７】
乾燥工程
固液分離後又は水洗工程後の固形分は、必要に応じて乾燥工程に供することができる。乾燥温度は２０〜４００℃の範囲内で適宜設定すれば良いが、特に８０〜１２０℃で行うのが好ましい。乾燥時間は、乾燥温度により適時設定することができるが、強熱減量で３０％以下、特に好ましくは２０％以下になるように乾燥時間を設定することが好ましい。
【００４８】
乾燥方法としては限定的でなく、例えば温風乾燥、赤外線乾燥、ホットプレート乾燥、真空乾燥、吸引乾燥と蒸気乾燥、温純水引上げ乾燥・マランゴニ乾燥・エアナイフ水切り・スピン乾燥、ロール乾燥が「液きり」等の一般的な方法を用いることにより乾燥することができ、例えば、静置式の棚段・箱形乾燥機、スプレードライヤー、バンド乾燥機、真空乾燥機、凍結乾燥機、マイクロ波乾燥機、ドラムドライヤー、流動乾燥機等の一般的な乾燥設備を用いることができる。
【００４９】
粉砕工程
生成した本発明粉末は、必要に応じて粉砕することができる。粉砕方法としては、例えば乾式粉砕、湿式粉砕、凍結粉砕等の一般的な方法を用いることができる。粉砕装置としても、例えばジェットミル、フェザーミル、ハンマーミル、パルペライザー、ボールミル、ビーズミル等一般的な設備で粉砕を行うことができる。粉砕の程度は、粉砕後の平均粒子径が１〜１００μｍ程度、特に１〜５０μｍとすることが好ましい。なお、所望の粒子径に調整するために、粉砕物を適宜分級することもできる。
【００５０】
分散工程
前記１．で説明したように、本発明粉末を液体の形態（分散体）で使用する場合は、固液分離工程、水洗工程、乾燥工程、粉砕工程等のいずれかの工程で得られた本発明粉末又はその水性スラリーを用いて、その分散体を調製すれば良い。分散体の調製に際しては、例えば撹拌機、乳化機、湿式粉砕機、遊星ボールミル等の公知の装置を用いることができる。また、分散性を高めるための分散剤のほか、各種の添加剤を適宜配合しても良い。
【実施例】
【００５１】
以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特徴をより具体的に説明する。ただし、本発明の範囲は、実施例に限定されない。なお、実施例中に記載の「％」「ｐｐｍ」はそれぞれ「重量％」「重量ｐｐｍ」を意味する。
【００５２】
実施例１
１Ｌの容器に２４０ｍＬの水を量りとり、０．９１ｍｏｌ/Ｌの硫酸第二鉄水溶液、０．５５ｍｏｌ/Ｌのピロリン酸ナトリウム水溶液及び０．１１ｍｏｌ/Ｌのメタケイ酸ナトリウム水溶液を原料仕込みモル比（Ｆｅ＋Ｓｉ）／Ｐが０．７７になるように前記水に添加して４００ｒｐｍで撹拌した。添加終了後、室温で１０分間攪拌して熟成を行い、反応生成物を含む水性スラリーを得た。熟成終了後の最終ｐＨは３．４であった。熟成後、この水性スラリーをろ過して脱水し、水洗した。得られた反応生成物を乾燥器に入れ、１０５℃にて１６時間乾燥し、乾燥品を卓上ミルにて粉砕することにより試料１を得た。
【００５３】
実施例２
メタケイ酸ナトリウム水溶液を０．０６ｍｏＬ／Ｌにして、原料仕込みモル比（Ｆｅ＋Ｓｉ）／Ｐが０．７２になるように調整したほかは、実施例１と同様にして試料２を得た。熟成終了後のｐＨは２．５であった。
【００５４】
実施例３
メタケイ酸ナトリウム水溶液を０．１７ｍｏＬ／Ｌにして、原料仕込みモル比（Ｆｅ＋Ｓｉ）／Ｐが０．８２になるように調整したほかは、実施例１と同様にして試料３を得た。熟成終了後のｐＨは４．２であった。
【００５５】
実施例４
塩化第二鉄水溶液を１．８１ｍｏＬ／Ｌ、及びメタケイ酸ナトリウム水溶液を０．１７ｍｏＬ／Ｌにして、原料仕込みモル比（Ｆｅ＋Ｓｉ）／Ｐが０．８２になるように調整したほかは、実施例１と同様にして試料４を得た。熟成終了後のｐＨは４．１であった。
【００５６】
実施例５
塩化第二鉄水溶液を１．８１ｍｏＬ／Ｌ、及びメタケイ酸ナトリウム水溶液を０．１５ｍｏＬ／Ｌにとし、原料仕込みモル比（Ｆｅ＋Ｓｉ）／Ｐが０．８２になるように調整したほかは、実施例１と同様にして試料５を得た。熟成終了後のｐＨは３．６であった。
【００５７】
実施例６
塩化第二鉄水溶液を１．３６ｍｏＬ／Ｌ、硫酸第二鉄水溶液を０．２３ｍｏＬ／Ｌ、及びメタケイ酸ナトリウム水溶液を０．１７ｍｏＬ／Ｌにして、原料仕込みモル比（Ｆｅ＋Ｓｉ）／Ｐが０．８２になるように調整したほかは、実施例１と同様にして試料６を得た。熟成終了後のｐＨは４．０であった。
【００５８】
比較例１
メタケイ酸ナトリウム水溶液は添加せず、塩化第二鉄溶液を１．８１ｍｏｌ/Ｌにして、原料仕込みモル比（Ｆｅ＋Ｓｉ）／Ｐが０．６７になるように調整したほかは、実施例１と同様にして試料７を得た。熟成終了後のｐＨは１．７であった。
【００５９】
比較例２
メタケイ酸ナトリウム水溶液は添加せず、原料仕込みモル比（Ｆｅ＋Ｓｉ）／Ｐが０．６７になるように調整したほかは、実施例１と同様にして試料８を得た。熟成終了後のｐＨは２．２であった。
【００６０】
比較例３〜５
比較例３として、富田製薬株式会社製「食品添加物 ピロリン酸第二鉄」（Ｌｏｔ Ｎｏ.：Ｌ２０８１６）（試料９）を用いた。比較例４として、ポールローマン社製「ピロリン酸第二鉄」（試料１０）を用いた。比較例５として、米山化学工業株式会社製「ピロリン酸第二鉄」（Ｌｏｔ Ｎｏ.：４０８０４４）（試料１１）を用いた。
【００６１】
試験例１
実施例及び比較例の各試料について、モード径（最頻細孔直径）、細孔直径１００〜２１０ｎｍの細孔容積、全細孔容積、ＢＥＴ比表面積、外部表面積、平均粒子径、ピロリン酸第二鉄含量、強熱減量をそれぞれ測定した。その結果を表１〜２及び図１〜１１に示す。なお、各測定は、以下に記載する方法に従って実施した。
【００６２】
（１）モード径、細孔直径１００〜２１０ｎｍの細孔容積、全細孔容積
水銀ポロシメータ（Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ社製「ＰｏｒｅＭａｓｔｅｒ ６０ＧＴ」）を用いて以下の条件で測定を行った。
測定及び解析：試料０．０５ｇを正確に量り、測定セルに封入し、水銀圧入下で水銀の吸着等温線を求め、細孔直径（モード径）のピーク位置、細孔直径１００ｎｍから２１０ｎｍの細孔容積、全細孔容積を算出した。
【００６３】
（２）全細孔容積中に占める細孔直径１００〜２１０ｎｍの細孔容積の割合
試験例１の（１）で算出した細孔直径１００から２１０ｎｍの細孔容積ａ（ｃｃ/ｇ）と全細孔容積ｂ（ｃｃ/ｇ）により、下記の式にて全細孔容積中に占める細孔直径１００〜２１０ｎｍの細孔容積の割合（占有率）を算出した。
占有率（％）＝ａ／ｂ×１００
【００６４】
（３）ＢＥＴ比表面積
高速比表面積細孔分布測定装置（Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ社製「ＮＯＶＡ−４２００ｅ」）にて以下の操作条件で測定を行った。
前処理：試料０．８ｇを正確に量り、吸着管に封入し、１０５℃で１時間脱気した。
測定及び解析：液体窒素ガス温度下で窒素ガスの吸着等温線を求め、その吸着等温線を用いて多点ＢＥＴ法により比表面積を算出した。
【００６５】
（４）外部表面積
高速比表面積細孔分布測定装置（Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ社製「ＮＯＶＡ−４２００ｅ」）にて以下の操作条件で測定を行った。
前処理：試料０．８ｇを正確に量り、吸着管に封入し、１０５℃にて３時間脱気した。
測定及び解析：液体窒素ガス温度下で窒素ガスの吸着等温線を求め、その吸着等温線を用いてＶ−ｔプロット法にて外部表面積を算出した。
【００６６】
（５）平均粒子径
試料を３分間超音波攪拌（超音波出力４０Ｗ）した後に水中に分散させてレーザー回折法により水溶媒中にて測定を行った。測定装置としてＭｉｃｒｏｔｒａｃ社製「ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ  ＭＴ３３００ＥＸII」を用いた。
【００６７】
（６）ピロリン酸第二鉄含量
試料を強熱し、直ちにその約０．３ｇを精密に量り、塩酸（１→２）２０ｍＬを加えて溶かし、水２０ｍＬで共栓フラスコに移した。次に、ヨウ化カリウム３ｇを加え、直ちに密栓して暗所に１５分間放置した後、水１００ｍＬを加え、デンプン試液を加えて遊離したヨウ素を０．１ｍｏｌ/Ｌチオ硫酸ナトリウム溶液で滴定した（ｃ  ｍＬ）。  
別に、共栓フラスコに塩酸（１→２）２０ｍＬと水２０ｍＬを入れて、ヨウ化カリウム３ｇを加え、直ちに密栓して暗所に１５分間放置した後、水１００ｍＬを加え、デンプン試液を加えて遊離したヨウ素を０．１ｍｏｌ/Ｌチオ硫酸ナトリウム溶液で滴定し、これを空試験とした。滴定量から次式を用いて、ピロリン酸第二鉄含有粉末１ｇ中のピロリン酸第二鉄の含量を算出した（ｄ  ｍＬ）。
ピロリン酸第二鉄含量（％）＝（（ｃ−ｄ）×０．０１８６３／採取量（ｇ））×１００
【００６８】
（７）強熱減量
試料１ｇを正確に量り取り、５００℃で１時間強熱させ、強熱前後の重量の差から強熱減量を算出した。
【００６９】
【表１】
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【００７０】
【表２】
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【００７１】
試験例２
実施例１〜６及び比較例１〜５で得られた試料について鉄の溶出性を評価した。溶出試験は、表３に示す試験条件に従って実施した。なお、各測定は、以下に記載する方法に従って実施した。
【００７２】
【表３】
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【００７３】
＜試料溶液の調製＞
溶出試験採取液４ｍＬ、希硝酸１ｍＬ、及びイットリウム標準液（１００ｐｐｍ）１ｍＬをメスフラスコに正確に量りとり、超純水で正確に２０ｍＬとし、これを試料溶液とした。
＜標準溶液の調製＞
鉄標準液（１０ｐｐｍ）：
原子吸光分析用鉄標準液（１００ｐｐｍ）５ｍＬ、及び希硝酸１ｍＬをメスフラスコに正確に量りとり、超純水を加えて５０ｍＬとした。
鉄標準液（１ｐｐｍ）：
調製した鉄標準液（１０ｐｐｍ）５ｍＬ、及び希硝酸１ｍＬをメスフラスコに正確に量りとり、超純水を加えて５０ｍＬとした。
標準溶液（ａ）（ブランク）：
イットリウム標準液（１００ｐｐｍ）１ｍＬ、及び希硝酸１ｍＬをメスフラスコに正確に量りとり、超純水を加えて２０ｍＬとした。
標準溶液（ｂ）（Ｆｅ：０．１ｐｐｍ）：
イットリウム標準液（１００ｐｐｍ）１ｍＬ、希硝酸１ｍＬ、及び鉄標準液（１ｐｐｍ）２ｍＬをメスフラスコに正確に量りとり、超純水を加えて２０ｍＬとした。
標準溶液（ｃ）（Ｆｅ：０．５ｐｐｍ）：
標準液として、鉄標準液（１０ｐｐｍ）１ｍＬを正確に量りとったほかは、標準溶液（ｂ）と同様にして調製した。
標準溶液（ｄ）（Ｆｅ：１ｐｐｍ）：
標準液として、鉄標準液（１０ｐｐｍ）２ｍＬを正確に量りとったほかは、標準溶液（ｂ）と同様にして調製した。
標準溶液（ｅ）（Ｆｅ：５ｐｐｍ）：
標準液として、原子吸光分析用鉄標準液（１００ｐｐｍ）１ｍＬを正確に量りとったほかは、標準溶液（ｂ）と同様にして調製した。
標準溶液（ｆ）（Ｆｅ：１５ｐｐｍ）：
標準液として、原子吸光分析用鉄標準液（１００ｐｐｍ）３ｍＬを正確に量りとったほかは、標準溶液（ｂ）と同様にして調製した。
＜測定方法＞
誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ）検量線法
検出波長：２５９．９４１ｎｍ
標準溶液（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）の順に強度を測定し、検量線を作成した。次に、試料溶液の強度を測定し、得られた強度から測定液中の鉄濃度に換算し、溶出率を次式１で算出した。表４に溶出試験液第１液（ｐＨ １．２）の結果、及び薄めたＭｃＩｌｖａｉｎｅ（ｐＨ ３．０）の結果を示す。
溶出率（％）＝（（ｅ×５）／（試験仕込量（ｍｇ）×（ピロリン酸第二鉄含量／１００）×４×５５．８５／７４５．２２））×１００  （式１）
（但し、ｃ＝測定液中の鉄濃度 （ｐｐｍ））
ＩＣＰ： ＳＰＥＣＴＲＯ  ＡＲＣＯＳ（エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社）
原子吸光分析用鉄標準液：和光純薬工業株式会社
【００７４】
鉄はイオンの状態で十二指腸から吸収されること、及び鉄イオンが胃で溶出すると吸収量の低下を引き起こすことが想定される。そこで、本発明では、鉄分吸収率（％）を次式２で規定し、その吸収率を確認した。その結果を表４に示す。
鉄分吸収率（％）＝（１００−ｐＨ１．２での６０分後の溶出率）×ｐＨ３．０での６０分後の溶出率／１００  （式２）
【００７５】
【表４】
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【００７６】
試験例３
試料１及び試料９を用い、鉄の吸収性を動物試験により評価した。その結果を表５〜６に示す。評価方法は、以下に示す通りである。
【００７７】
４週齢のＳＤ系雄ラット１群５匹に低Ｆｅ飼料（ＡＩＮ‐９３Ｇベース）粉末飼料（日本クレア株式会社製）を２週間摂食させ、鉄欠乏状態にした。低Ｆｅ飼料（ＡＩＮ‐９３Ｇベース）粉末飼料摂食２週間後、麻酔下にて鎖骨下静脈から採血を行い、血清分離を行った後、血清中における鉄濃度（血清鉄）、総鉄結合能（ＴＩＢＣ）、及び末梢血の指標として使用される鉄飽和率（ＴＳＡＴ）をそれぞれ測定した。また、血液中のヘモグロビン濃度（Ｈｂ）も測定したところ、血清鉄３０．８μｇ/ｄＬ、ＴＩＢＣ７６６．６μｇ/ｄＬ、Ｈｂ８．８ｇ/ｄＬ、ＴＳＡＴ４．０％であり、鉄欠乏ラットであることを確認した。その後、低Ｆｅ飼料（ＡＩＮ‐９３Ｇベース）粉末飼料に試料１及び試料９をラット１匹あたり３００ｍｇ鉄/ｋｇ相当量になるように混ぜ、この混餌飼料を７日間自由摂食させ、自由摂食後、３日と７日経過後に麻酔下にて鎖骨下静脈から採血を行い、血清分離を行った後、血清中における血清鉄、ＴＩＢＣを測定した。また、血液中のＨｂも測定した。
【００７８】
【表５】
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【００７９】
【表６】
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【００８０】
表５〜６の結果からも明らかなように、鉄欠乏状態に比べて、各ピロリン酸第二鉄含有粉末を投与することにより、鉄欠乏が回復していることがわかる。その中でも、３日目のＨｂに関し、試料１は試料９に比べると高くなっていることがわかる。さらに、ＴＳＡＴを比較すると、試料９は投与日数が経過してもＴＳＡＴの減少率が低いものの、試料１はその減少率が高い。つまり、試料１は、試料９に比して、鉄の吸収速度が速く、吸収された鉄が造血系の合成に使用され、定常状態に達する期間が短く、貧血状態からの回復時間が短縮されることが考えられる。これより、本発明品は、鉄の吸収性が改善されたピロリン酸第二鉄組成物であることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明粉末では、高い鉄分吸収性が得られるので、各種製剤の製剤化の簡便化、使用量の低減及び鉄欠乏症患者への投与量の低減が可能となる。さらには、本発明粉末を用いることによって、嗜好性及び胃腸障害の問題が緩和ないしは回避された食品、医薬品、化粧品等を提供することができる。
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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