(57)【要約】【課題】大豆植物体からピニトールを抽出する工程において、夾雑する糖質類を簡便な操作により除去することで、容易かつ低コストでピニトールもしくは高純度のピニトールまたはピニトール含有組成物を製造する。【解決手段】（１）大豆植物体を原料とし、当該植物体に含有するスクロースをグルコースとフルクトースに加水分解する工程（２）前記工程（１）に次いで、炭酸飽充により還元糖を分解する工程を含むピニトールの抽出及びピニトール含有組成物の製造方法を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）大豆植物体を原料とし、当該植物体に含有するスクロースをグルコースとフルクトースに加水分解する工程
（２）前記工程（１）に次いで、炭酸飽充により還元糖を分解する工程
を含むことを特徴とするピニトールの抽出及びピニトール含有組成物の製造方法。
【請求項２】
前記工程（１）の加水分解が、前記植物体を切断、細断または粉砕した後、所定温度で所定時間保持することにより、大豆植物体に内在するスクロース分解酵素を作用させた後、熱水抽出する工程であることを特徴とする請求項１記載のピニトールの抽出及びピニトール含有組成物の製造方法。
【請求項３】
前記工程（１）の加水分解が、前記植物体を熱酸抽出する工程であることを特徴とする請求項１記載のピニトールの抽出及びピニトール含有組成物の製造方法。
【請求項４】
前記工程（１）の加水分解が、前記植物体を切断、細断または粉砕した後、所定温度で所定時間保持することにより、大豆植物体に内在するスクロース分解酵素を作用させた後、熱酸抽出する工程であることを特徴とする請求項１記載のピニトールの抽出及びピニトール含有組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大豆植物体を原料としたピニトールの抽出及びピニトール含有組成物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
イノシトールの一種であるピニトール（３−O−メチル−D−キロ−イノシトール）は、イナゴマメ、大豆、松、クローバーなどの植物に含まれる天然成分であり、D−キロ−イノシトールの３位の水酸基がメチル化され、メトキシ基になった化学構造を有する。
【０００３】
ピニトールはD−キロ−イノシトールと同様に、インスリン抵抗性の緩和による血糖降下作用が知られている（非特許文献１）。そのほかにも皮下脂肪の蓄積に起因する肥満症の抑制作用（特許文献１）、多嚢胞卵巣症の改善（非特許文献２）、肝機能の保護作用（非特許文献３）などの有用な効果が報告されている。
【０００４】
そこで、上記ピニトール含有植物体からピニトールを抽出する技術が求められている。
【０００５】
しかしながら、上記植物体からピニトールを抽出するために、従来公知の熱水抽出やアルコール抽出により抽出した場合には、ピニトール以外の糖質類（グルコース、スクロースなどの、植物中に存在する一般的な糖質類）や夾雑物も相当量含まれるため、高純度のピニトールを得るためには、これら糖質類等を分離除去する必要がある。これまでに、ゼオライトを使用する方法、陽イオン交換樹脂を使用する方法、陰イオン交換樹脂を使用する方法などが知られているが、処理操作が煩雑であるといった問題や、製法が高コストになるといった問題があった（非特許文献３）。
【０００６】
そこで、このような課題を解決する方法として、酵母等のピニトール資化能のない微生物による糖資化工程によりピニトールを高純度で抽出する方法（特許文献２、３）、高温域で微生物資化工程を行うことが可能な好熱性細菌を用いた方法（特許文献４）などが提案されているが、このような微生物による糖資化による方法では、発酵時間が長時間であるといった問題や、培養のための煩雑な工程が必要であるといった問題があり、生産性向上の点で改善が求められている。
【０００７】
一方、大豆の葉、茎、莢などの植物体には比較的高濃度のピニトールが含まれ、ピニトール製造用として有望な原料である。特許文献３では枝豆莢を抽出原料としてピニトールを製造する方法が開示されているが、夾雑する糖質類の除去については全く示されていない。
【０００８】
ピニトールはスクロースなどと同じ、還元性を持たない非還元糖に分類される糖であるが、非還元糖の精製方法として、夾雑するタンパク質や還元糖等を除去するために、精製前の粗糖液に対して石灰乳を加えてから炭酸ガスを吹き込むという炭酸飽充法が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−１９６９３１公報
【特許文献２】特表２００４−５１９２５１公報
【特許文献３】特開２００９−６７７１６公報
【特許文献４】特開２０１１−２１７６９６公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Kim JI et al., EJCN. 59, 456-458 (2005)
【非特許文献２】日食科工誌、第60巻、第9号、534-539 (2013)
【非特許文献３】Food Style21 8 (12), 90-98 (2004)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、大豆植物体からピニトールを抽出する工程において、夾雑するスクロース等の糖質類を簡便な操作により除去することで、容易かつ低コストでピニトールもしくは高純度のピニトール含有組成物を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述したように製糖技術として知られる炭酸飽充法により、夾雑する還元糖の分解除去が可能であるが、この方法単独では、当然のことながら、製糖業における目的物質であるスクロースそのものの除去を行うことは不可能である。
【００１３】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、大豆植物体から熱水抽出により得られる非還元糖（ピニトール、スクロース）のうち、スクロースのみを予めグルコースとフルクトースに加水分解しておくことで、その後の炭酸飽充による還元糖（グルコース、フルクトース）の除去工程により、高純度のピニトールが精製されることを見出した。
【００１４】
さらに大豆植物体に含まれるスクロースの分解方法について検討を重ねた結果、（ａ）大豆植物体を生のまま所定温度で所定時間保持することで、大豆植物体に内在するスクロース分解酵素の作用によりスクロースが分解されること、（ｂ）熱水抽出時に酸を加えることで植物体からのピニトール抽出と同時にスクロース分解が可能であることを発見し、本発明を完成するに至った。
【００１５】
即ち、本発明は
（１）大豆植物体を原料とし、当該植物体に含有するスクロースをグルコースとフルクトースに加水分解する工程
（２）前記工程（１）に次いで、炭酸飽充により還元糖を分解する工程
を含むピニトールの抽出及びピニトール含有組成物の製造方法を第１の要旨とする。
【００１６】
また、前記工程（１）の加水分解が、前記植物体を切断、細断または粉砕した後、所定温度で所定時間保持することにより、大豆植物体に内在するスクロース分解酵素を作用させた後、熱水抽出する工程であるピニトールの抽出及びピニトール含有組成物の製造方法を第２の要旨とする。
【００１７】
また、前記工程（１）の加水分解が、前記植物体を熱酸処理する工程であるピニトールの抽出及びピニトール含有組成物の製造方法を第３の要旨とする。
【００１８】
また、前記工程（１）の加水分解が、前記植物体を切断、細断または粉砕した後、所定温度で所定時間保持することにより、大豆植物体に内在するスクロース分解酵素を作用させた後、熱酸処理する工程であるピニトールの抽出及びピニトール含有組成物の製造方法を第４の要旨とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、大豆植物体からピニトールを抽出する際に従来除去が困難であったスクロース等の夾雑糖類を容易に除去することで、大豆植物体から高純度のピニトール含有組成物を簡便かつ低コストに製造することが可能になる。そして、得られたピニトール及びピニトール含有組成物は、糖尿病、肥満症、多嚢胞卵巣症、肝障害の改善・緩和、及びその予防に対して優れた効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】大豆植物体の保持温度と大豆植物体に内在するスクロース分解酵素の酵素活性との関係を示す試験結果である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。本発明は、以下の記載に限定されない。
【００２２】
本発明は、大豆植物体を原料とし、当該植物体に含有するスクロースをグルコースとフルクトースに加水分解する工程に次いで、炭酸飽充により還元糖を分解する工程を含むことを特徴とするピニトールの抽出及びピニトール含有組成物の製造方法である。
【００２３】
本発明に使用する大豆植物体は、種子を除く、葉、茎、根、莢のうち何れか一部位以上からなる大豆植物体である。収穫や回収が容易であることから、特に葉、茎、莢を使用することが好ましい。
【００２４】
大豆種子には、食用、飼料用、搾油用などの商業価値があるため、原料として使用するには高価であり、そこから得られるピニトールも高価になるため実用価値が低くなる。さらに、大豆種子には糖質類以外の水溶性タンパク質や脂質が他の部位と比較して極めて多く含有するため、精製に係るコストが過大となり、安価なピニトールの原料としては適さない。
【００２５】
本発明に使用する大豆植物体の収穫時期に関しては、結実後の種子を収穫した後の植物体を使用することができる。
【００２６】
本発明に使用する大豆の産地は特に限定されず、品種についても従来公知の品種を使用すればよく、例えば、黄大豆、青大豆、黒大豆、白大豆、赤大豆、茶大豆、鞍掛豆などを使用することができる。
【００２７】
本発明における原料大豆植物体に含有するスクロースをグルコースとフルクトースに加水分解する工程の第１の方法は、前記植物体を切断、細断または粉砕した後、所定温度で所定時間保持することにより、大豆植物体に内在するスクロース分解酵素を作用させた後、熱水抽出する方法である。
【００２８】
前記加水分解に用いる大豆植物体は、植物体に内在するスクロース分解酵素が失活していない状態であればよく、生鮮状態のまま冷蔵または冷凍したものでもよい。加熱等により酵素を失活させた原料は使用できない。
【００２９】
前記切断、細断または粉砕は大豆植物体の組織を物理的に細かくすることであり、その際に発生する熱により酵素が失活しない方法であれば適宜公知の方法を採用することができる。切断、細断または粉砕の程度は特に限定されないが、処理後の大豆植物体の大きさが５ｃｍ以下になるように処理することが好ましく、抽出効率と酵素反応効率の点から、２ｃｍ以下がより好ましい。
【００３０】
切断、細断または粉砕後の保持温度は、図１に示した通り、４０〜５０℃で大豆植物体に内在するスクロース分解酵素の酵素活性が最大となるため、１５〜７０℃で保持することが好ましく、より好ましくは３０〜６０℃である。
【００３１】
図１に示した所定温度でのスクロース分解酵素の活性は、下記に示す方法で測定したものである。
収穫後に加熱することなく冷蔵保存していた大豆植物体（茎、葉の混合物）を１ｃｍに細断して密閉容器に容れ、所定の温度に２時間静置して内在するスクロース分解酵素を作用させる処理を行った。
処理前後での大豆植物体に含有するスクロース量を後述のHPLC法により測定し、下記に示す計算式により各温度条件における酵素活性※を測定した。
※酵素活性（％）＝{(A−B)／A}×１００
A：処理前の枝豆葉に含有するスクロース量
B：処理後の枝豆葉に含有するスクロース量
【００３２】
酵素反応時間が長いほどスクロースの分解は進むが、汚染菌による腐敗の懸念が高まるため、腐敗しない範囲で行う必要がある。したがって切断、細断または粉砕後の保持時間は、好ましくは１分〜２４時間、より好ましくは１０分〜１２時間とすることが適当である。また上述した通り、保持温度によって酵素反応速度は変動するため、温度条件によって保持時間を調整すればよく、たとえば５０℃で保持する場合の保持時間は２時間程度が好ましい。
【００３３】
大豆植物体に内在するスクロース分解酵素を作用させ、スクロースを加水分解した大豆植物体を、熱水抽出する。この操作により、スクロースの分解により生じたグルコースとフルクトース、ピニトール及びその他の大豆植物体由来夾雑物が抽出される。
【００３４】
熱水抽出は、６０℃以上の熱水を使用する。６０℃よりも低温の水による抽出では、抽出効率が悪くなるだけでなく、長時間の抽出では腐敗が生じる可能性がある。
【００３５】
加える熱水量は特に限定されないが、大豆植物体に対して１０倍量以下で行うことが好ましい。熱水量が多いと、処理すべき抽出液量が増えて抽出液中の目的物質濃度が薄まるため、後に濃縮工程などの製造コストが過大に必要となる。
【００３６】
抽出時間は、抽出温度や熱水量によって調整することが出来るが、例えば９０℃の熱水が植物体重量の５倍量である抽出条件においては２０分程度が好ましい。
【００３７】
本発明における原料大豆植物体に含有するスクロースをグルコースとフルクトースに加水分解する工程の第２の方法は、大豆植物体からの熱酸抽出によりスクロースを加水分解する方法である。
【００３８】
この方法による場合、原料とする大豆植物体は、当該大豆植物体に含まれるスクロース分解酵素が失活しているものであっても使用可能である。
【００３９】
熱酸抽出は、大豆植物体に酸性の溶媒を加えて加熱することで、スクロースをグルコースとフルクトースとに分解し、ピニトール及びその他の大豆植物体由来夾雑物と共に抽出する方法である。
本発明に使用する酸の種類は特に限定されないが、塩酸、硫酸、燐酸、硝酸、酢酸、クエン酸などが、食品添加物として認可を受けているため好ましい。
【００４０】
熱酸抽出に用いる抽出溶媒のｐＨは、抽出に用いる水に上記酸を添加することでｐＨ４以下に調整して使用する。ｐＨが４よりも高い溶媒中ではスクロースの分解が進まないからである。
【００４１】
加える溶媒量は特に限定されないが、大豆植物体に対して１０倍量以下で行うことが好ましい。溶媒量が多いと、処理すべき抽出液量が増えて抽出液中の目的物質濃度が薄まるだけなく、添加する酸の量が増加し、後に濃縮工程や中和工程などの製造コストが過大に必要となるためである。
【００４２】
抽出時の溶媒の温度は６０℃以上であればよいが、酸によるスクロースの加水分解を効率的に行うためには９０℃以上での処理が好ましい。
【００４３】
熱酸抽出時間は１０分〜１２０分の間で行うことが好ましい。時間が短いとスクロースの分解が不十分になり、またピニトールの抽出も不十分になるため好ましくなく、時間が長すぎると余分な時間とエネルギーがかかるだけでなく、ピニトール以外の大豆植物体由来夾雑物の抽出量が増加するため、後の精製工程に負荷がかかり、製造コストが高くなるため好ましくない。
【００４４】
本発明における原料大豆植物体に含有するスクロースをグルコースとフルクトースに加水分解する工程の第３の方法は、前記植物体を切断、細断または粉砕した後、所定温度で所定時間保持することにより、大豆植物体に内在するスクロース分解酵素を作用させた後、熱酸抽出する工程である。
【００４５】
この方法による場合、原料とする大豆植物体は、当該大豆植物体に内在するスクロース分解酵素が失活していないものを使用し、切断、細断または粉砕の方法、切断、細断または粉砕後の保持条件、熱酸抽出条件は前述の方法から選択し、使用することができる。
【００４６】
前記第１〜３の方法で得られたピニトール、グルコース、フルクトースを含む抽出液を、炭酸飽充により還元糖であるグルコースとフルクトースを分解する。
【００４７】
本発明の炭酸飽充は、一般の製糖業で用いられる方法でよいが、例えば以下のような工程により行われる。まず、不純物である水溶性のタンパク質を石灰乳の添加によるｐＨ上昇により析出させ、さらに石灰乳を加え高アルカリ状態にする。この時、還元糖は乳酸にまで分解し、最終的に乳酸カルシウムが生成する。さらに炭酸ガスを吹き込むと石灰乳中の消石灰との反応で炭酸カルシウムが生成し、析出したタンパク質や乳酸カルシウムはこの炭酸カルシウムと共に沈殿物あるいは析出物となる。そして固液分離により系外に排出されるものである。
【００４８】
前記炭酸飽充の後、糖質類以外の大豆植物体由来夾雑物を除去する処理を行う。大豆植物体由来夾雑物を除去する処理は、従来公知の方法を使用してよく、例えばフィルター濾過、限外濾過、活性炭処理、遠心分離、沈殿法、液液分配法、吸着クロマトグラフィー、分配クロマトグラフィー、疎水性相互作用クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィーといった処理法を適用することで、目的とするピニトールをより高純度で得ることができる。上記処理法は、単独で適用してもよいし、２以上を併せて適用してもよい。
【００４９】
上記のようにして得られたピニトールを含む抽出液は、そのまま用いてもよいが、減圧濃縮、加熱濃縮、膜濃縮などの方法により濃縮した濃縮液の形状で使用してもよく、凍結乾燥、噴霧乾燥、真空乾燥などの方法により乾燥し、さらに粉末化することで、粉末状のピニトールまたはピニトール含有組成物として使用してもよい。
【実施例】
【００５０】
以下に実施例について比較例と合わせて示し、本発明の詳細を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５１】
〔比較例１〕熱水抽出により得られる組成物
収穫後に加熱することなく冷蔵保存していた大豆植物体（葉、茎の混合物）２５０ｇを、９５℃の熱水１２５０ｇに対して２０分間抽出し、抽出液を得た。さらに抽出液を減圧濃縮と凍結乾燥により固形化し、ピニトール含有組成物とした。
【００５２】
〔比較例２〕炭酸飽充により得られる組成物
比較例１と同様にして得られた抽出液を４０℃に加温し、攪拌を行いながら２０％重量の水酸化カルシウム懸濁液を添加してｐＨを１１．０とした。さらに、温度を８０℃まで加温し、水酸化カルシウムを添加してｐＨを１２．２とし、２０分間攪拌した。ここに炭酸ガスを吹き込んでｐＨを１１．０まで低下させて生じた沈澱物を吸引濾過によって除去した。さらに、濾液を８０℃まで加温し、炭酸ガスを吹き込んで溶液をｐＨ６．３まで低下させた後、沈澱物を吸引濾過により除去し、濾液を得た。濾液を再び６０℃まで加温し、濾液中の固形に対して０．８％重量の活性炭粉末を加えて１時間攪拌した後、珪藻土濾過により活性炭を除去し、活性炭処理液を得た。この活性炭処理液を、イオン交換カラムに通液し、精製液を回収した。詳しくは、１００ｍＬの強陽イオン交換樹脂（ダイヤイオンＳＫ１Ｂ、Ｈ型、三菱化学社製）を充填したカラムに活性炭処理液を通液し、連続して、１００ｍＬの弱陰イオン交換樹脂（ダイヤイオンＷＡ３０、ＯＨ型、三菱化学社製）を充填したカラムに通液した精製液を回収した。さらに精製液を減圧濃縮と凍結乾燥により固形化し、ピニトール含有組成物とした。
【００５３】
〔実施例１〕内在酵素処理及び炭酸飽充により得られる組成物
収穫後に加熱することなく冷蔵保存していた大豆植物体（葉、茎の混合物）２５０ｇを、ハサミで１ｃｍ程度に切断して密閉容器に容れ、５０℃のインキュベーター内に２時間静置し、大豆植物体に内在するスクロース分解酵素を作用させた。静置後の植物体を９５℃の熱水１２５０ｇに対して２０分間抽出し、抽出液を得た。以降は比較例２と同様に、水酸化カルシウム懸濁液の添加からイオン交換カラムへの通液までの精製処理を行い、精製液を得た。さらに精製液を減圧濃縮と凍結乾燥により固形化し、ピニトール含有組成物とした。
【００５４】
〔実施例２〕熱酸抽出及び炭酸飽充により得られる組成物
収穫後に加熱することなく冷蔵保存していた大豆植物体（葉、茎の混合物）２５０ｇを、１２５０ｇの０．２％希塩酸で９５℃、６０分間抽出し、熱酸抽出液を得た。このとき抽出液のｐＨは２．２であった。以降は比較例２と同様に、水酸化カルシウム懸濁液の添加からイオン交換カラムへの通液までの精製処理を行い、精製液を得た。さらに精製液を減圧濃縮と凍結乾燥により固形化し、ピニトール含有組成物とした。
【００５５】
〔実施例３〕内在酵素処理、熱酸抽出及び炭酸飽充により得られる組成物
収穫後に加熱することなく冷蔵保存していた大豆植物体（葉、茎の混合物）２５０ｇを、ハサミで１ｃｍ程度に切断して密閉容器に容れ、５０℃のインキュベーター内に２時間静置し、大豆植物体に内在するスクロース分解酵素を作用させた。静置後の植物体を１２５０ｇの０．３％希塩酸で９５℃、４０分間抽出し、熱酸抽出液を得た。このとき抽出液のｐＨは２．８であった。以降は比較例２と同様に、水酸化カルシウム懸濁液の添加からイオン交換カラムへの通液までの精製処理を行い、精製液を得た。さらに精製液を減圧濃縮と凍結乾燥により固形化し、ピニトール含有組成物とした。
【００５６】
〔分析方法〕
比較例及び実施例の方法により得られた組成物を試料として、試料中のピニトール、グルコース、フルクトース、スクロースの含量を、高速液体クロマトグラフィー(ＨＰＬＣ)により分析した。詳しくは、島津製作所製ＰｒｏｍｉｎｅｎｃｅＵＦＬＣにナカライテスク社製ＣＯＳＭＯＳＩＬ ｐａｃｋｅｄ ｃｏｌｕｍｎ Ｓｕｇａｒ−Ｄ（４．６ＩＤ×２５０ｍｍ）およびｇｕａｒｄ ｃｏｌｕｍｎ Ｓｕｇａｒ−Ｄ（４．６ＩＤ×１０ｍｍ）を装着し、８０％アセトニトリルを溶媒として流速１ｍＬ毎分、３０℃という条件で、示差屈折計によって溶質を検出することにより行った。
【００５７】
上記ＨＰＬＣによる、比較例１、２及び実施例１〜３で得られた抽出液のピニトール、グルコース、フルクトース、スクロース含量の分析結果は表１に示した通りであった。
【００５８】
【表１】
2017176071.tif 000002
表１から明らかなように、単なる熱水抽出（比較例１）あるいは通常の炭酸飽充による製糖工程（比較例２）では、グルコース、フルクトース、スクロースといった糖質類の夾雑により、ピニトール含有組成物の純度は低くなる。
【００５９】
一方で、植物体を切断、細断または粉砕した後、所定温度で所定時間保持することにより、大豆植物体に内在するスクロース分解酵素を作用させた後、熱水抽出する方法（実施例１）、熱酸抽出による方法（実施例２）では、通常の炭酸飽充による製糖工程（比較例２）では除去できないスクロースの一部、あるいは全部が除去されるため、得られるピニトール含有組成物の純度は高くなる。
【００６０】
また、植物体を切断、細断または粉砕した後、所定温度で所定時間保持することにより、大豆植物体に内在するスクロース分解酵素を作用させた後、さらに熱酸抽出する方法（実施例３）では、熱酸抽出のみによる方法（実施例２）と比較して、熱酸抽出に用いる酸の濃度が低く、抽出時間が短い処理であっても全てのスクロースが分解され、同様に純度の高いピニトール組成物が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の製法を用いることで、大豆植物体を原料とした高純度のピニトール含有組成物が、簡便かつ低コストに製造することが可能になり、比較的安価で利用しやすいピニトール及びピニトール含有組成物が得られる。このようにして得られる安価なピニトールあるいはピニトール含有組成物はそのものを健康機能性食品として、あるいは飲料や食品の原料として、さらには医薬品や試薬の原料として有用である。
【図１】
2017176071.tif 000003