(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
抗微生物性果実因子であって、非毒性結合性材料とクランベリージュースまたはブルーベリージュースを混合することと、その後に、当該ジュースを取り除き前記結合性材料に対して結合した前記因子を残すことにより製造された抗微生物性果実因子。
【請求項２】
請求項１に記載の抗微生物性果実因子であって、前記非毒性の結合性材料が、コレスチラミン、澱粉、架橋澱粉、カルボキシメチルセルロースおよび架橋ポリビニルピロリドンからなる群より選択される抗微生物性果実因子。
【請求項３】
抗微生物性タンポンであって、該タンポン内に、有効量の請求項１の抗微生物性果実因子を配置することにより製造されたタンポン。
【請求項４】
請求項１に記載の抗微生物性果実因子であって、前記ジュースが、ある量の圧搾滓を水中でホモジナイズし、遠心分離し、上清をデカントすることにより調製される抗微生物性果実因子。
【請求項５】
食品を細菌汚染から保護する方法であって、前記食品中での細菌の増殖を防止するために十分な量の請求項１に記載の抗微生物性果実因子を添加することを含む方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって、前記食品が加工肉製品である方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は天然の産物および食品、より詳しくは、クランベリージュースから製造される有色物および抗菌性組成物の分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】
米国において、健康食品の最近の年間市場は、少なくとも100億ドル（＄10,000,000,000.00）と見積もられている。健康食品とは、通常の医薬のコストおよび副作用を伴わずに人間の健康改善に効能がある、ビタミン、ミネラルおよびハーブ製品を意味する。これら製品の人気および重要性を認識して、「ニュートラシューティカル(nutraceutical)」の用語が創出され、当該製品カテゴリーは特別の政府規制を受けている。
【０００３】
ビタミンおよびミネラルが正常な人間の健康にとって不可欠であることを否定することはできない。
【０００４】
幾つかのビタミン類、例えばビタミンＣの「過剰な」服用が特別な有益性を提供するかどうかは議論のあるところである。更に議論のあるところは、ノコギリパルメット(Saw palmetto)および二裂片イチョウ(Ginkgo biloba)のような、最近人気のある多くのハーブ製品である。多くの人々がこれら製品および関連製品を推奨する一方で、大製薬会社は、これらの民間療法は試験されておらず価値がないとクレームを付けている。とはいえ、事実上全ての重要な医薬は天然の植物産物に基づいている。植物学の研究が医学教育の必須科目であったのは、それほど昔のことではない。また、少なくとも幾つかのハーブ薬が有効であることは明らかである。例えば、長い間頭痛の民間療法であったナツシロギクは、現在、偏頭痛の合法的な治療薬としてヨーロッパで使用されている。
【０００５】
更に広く知られている「天然療法」は、尿道感染の治療および予防のための果実ジュース、特にクランベリージュースの使用である。「クランベリージュース療法」は広く処方されているが、その効能の正確な基礎は完全には分かっていない。初期の仮説は、例えば安息香酸のような天然の果実酸が尿を酸性化し、これによりバクテリアの増殖を阻害するというものであった。酸性化は問題の一部ではあり得るが、他の酸性果汁を凌駕するクランベリージュースの利点を説明するには十分でないと思われる。最近になって、クランベリーおよびVaccinum属の関連種はバクテリアの付着を阻害する強力な因子を含むとの多くの報告がなされている。バクテリアは感染を起こすために尿路内皮に付着できるはずであるから、この抗付着因子はクランベリーの効果を説明し得るであろう。
【０００６】
事実、少なくとも一つの研究グループは、クランベリーおよび関連果実から抗付着因子を精製するために広範な研究を行った。読者の注意を、Walker等（E.B. Walker, R.A. Mikelsen, J.N. Mikelsen およびB.L. Roth）に付与された一連の米国特許（米国特許第5,474,774号、同第5,525,341号および同第5,646,178号を含む）に向けられたい。これらの特許は複雑な抽出および分画プロセスを開示しており、このプロセスによりクランベリー果実を抽出して、先に述べた抗付着因子に富む画分が生じる。これらの特許は、抗付着因子の試験的な同定を提供する。
【０００７】
しかし、Walker等のプロセスは複雑で面倒である。更に、クランベリーおよび関連果実の全ての利点が抗付着因子によるものであることは明らかではない。従って、ニュートラシューティカルおよび他の用途のために、クランベリーおよび他の植物材料（例えば、花、果実、葉、茎、および根）から有効物質を濃縮する単純な方法が未だ必要とされている。治療特性以外に、果実および他の植物材料は強く着色することが多い。我々の食物の多くは植物起源であるから、人々は、鮮やかなアピールする色を持った食物を摂取するようになっている。高度に加工された「人工的」な食品は、一般に無色であるか、或いはくすんだアピールしない色を有している。
【０００８】
従って、加工食品に「人工的な色」および「人工的な香り」を与えるために、毎年何百万ドルもの資金が費やされている。このような添加物は加工食品をより魅力的なものにするが、実際のところ、これらは当該食品を人間の消費にあまり適さないものにする。最悪の発癌性コールタール色素は市場から排除されたが、生き残っている多くの「保証された食品色素」にも未だ疑念がつきまとっている。果汁を澱粉上で乾燥して天然着色剤を得る方法が、Oszlanyi et al. (Chim Abstracts 83:64 (1975))に記載されている。しかし、この方法は本発明によって今日維持される色素濃縮物を与えないように思える。従って、果実および植物から天然の色素および香料を得る方法が未だ必要とされている。
【０００９】
【発明の概要】
クランベリーおよび他の果実または植物のジュースから、これらジュースを適切な結合性マトリックスで処理することにより、活性な濃縮物を製造することができる。コレスチラミン(cholestyramine)のような組み合わされたイオン交換樹脂は効果的な結合性マトリックスであるが、現在の好ましい材料は食品等級のポリビニルピロリドン、特に架橋された形のポリビニルピロリドンである。適切な結合性マトリックスを使用してクランベリーから活性物質を濃縮すると、着色した固体が生じる。この物質は、顕著な抗菌性および坑ウイルス性を示す。それは、ニュートラシューティカルとして容易に消費することができ、局所用として使用することができ、或いは安全な食品着色剤として使用することができる。
【００１０】
本発明の方法の追加の利点は、通常は廃棄物であるクランベリーの圧搾滓から、有意な量の活性濃縮物を製造できることである。種々の果実および植物から色素および香料を濃縮するために、この同じ方法を適用することができる。
【００１１】
【発明の好ましい形態の詳細な説明】
以下の説明は、当業者が本発明品を製造および使用することを可能にするために提供するものであり、本件発明者が本発明を実施するための最良の形態と考えるものを記載するものである。しかし、本発明の一般的原理がここに定義されており、果実および植物（花、葉、茎、根および「お茶」を含む）から色素および香料を濃縮し、またクランベリーおよび他の果汁から坑微生物性抽出物を濃縮するための方法を提供しているから、当業者には種々の変更が明らかであろう。本発明者は、医療分野、特に血液および血液製剤を消毒する方法において、本発明の長期に亘る記録を有している。発明者がその発明的精力を、危険な病原体の同様な問題が存在する食品工業に向けることは自然なことであった。細菌に汚染された果汁により起きた死および病気に関する最近の新聞記事の見出しを見ただけでも、食品に対する改善された消毒剤を適用することの必然性が分かる。本発明が使用する方法の一部には、有効量のヨウ素のような消毒剤を添加し、次いで、消毒された最終製品が消毒剤を含有しないように、十分な消毒期間後にこれらを除去することが含まれる。イオン交換樹脂および不溶性ポリビニルピロリドン（PVP）のような種々の有機ポリマーは、効果的なヨウ素除去剤であることが証明されている。
【００１２】
果汁の消毒精製方法を完成する過程において、本発明者は、ヨウ素除去剤がヨウ素と共にしばしば幾らかの果汁色素を除去することに気付いた。このことから、これら除去方法は、果汁の色素もしくは香料、またはある種の他のジュース成分を濃縮するために有用であるかもしれないとの疑問が生じた。こうして、かなりの数の異なったジュースおよび結合剤について実験が行われた。これらの濃縮された物質は、食品の着色剤または付香剤として有用である。加えて、幾つかの濃縮物は予期しない特性を有することが見出された。
【００１３】
【実施例】
実験１：
表１は、クランベリージュースの色素が多くの異なる結合性材料によって明確に結合されるかどうかを示している。この実験のために、表中に列記した各材料１ｇを、通常のクランベリージュースの２５mLアリコート中に混合した。この材料を３０分間混合した後にジュースをデカントし、材料を水洗して、色素の結合を観察した。もちろん、幾つかのマトリックスは未着色のクランベリー成分を結合する可能性もある。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
不溶性（架橋した）ＰＶＰは周知のヨウ素結合剤である。加えて、ポリフェノールを結合することが知られており、食品工業ではこの目的で使用されている。多くの植物由来の色素はポリフェノール類であり、不溶性のＰＶＰに結合することが期待されるが、本発明者が知る限り、このような性質を利用して植物材料から色素および香料を精製した者はいない。表２は、多くの異なるジュースが、不溶性の架橋ＰＶＰおよびコレスチラミン(cholestyramine) に結合する程度を示している。全てのジュースは、両方の結合性マトリックスによく結合する。実験後のジュースの所見は、ＰＶＰがより多くの色素を結合すること（即ち、ジュースは対応するコレスチラミン処理ジュースよりも僅かに明るい）ことを示唆しているが、コレスチラミンは対応するＰＶＰよりも著しく暗色に見え、それがより多くの色素を保持しているかのようであった。上記表１の実験に使用したのと同じ処理をした後、２５mLのジュースを１gの結合性物質と反応させた。発明者は、表１で試験された材料に加えて、澱粉、架橋澱粉およびカルボキシメチルセルロースが、植物材料由来の色素因子を結合するのに有効であることを見出した。
【００１６】
【表２】
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【００１７】
実験２
次いで、これらの「捕獲された」果汁成分を、その何れが顕著な抗菌活性を示すかを見るために試験した。この実験のために、大腸菌およびスタフィロコッカス・エピデルミジスの燐酸緩衝食塩水（ＰＢＳ）中懸濁液１００mLを調製した。結合した果汁サンプルの夫々の１／２gを１５mLのチューブの中に秤量し、これに上記細菌懸濁液の一つを１０mL添加した。このチューブを室温で３０分間混合した。処理された各懸濁液のアリコートを栄養寒天プレート上に縞状に接種し、室温で２４時間インキュベートした。表３は、得られた細菌増殖を示している。この実験において、殆どのジュース成分は活性を示さないか、或いは僅かな活性しか示さなかった。しかし、ブルーベリーおよびクランベリーは、両方の細菌種に対して劇的な阻害効果を示した。従来技術はこれらジュースが細菌の付着を阻害すると教示しているのに対して、これら材料は細菌の増殖を劇的に阻害することが示されなかったから、これは幾分予想外であった。この実験からは、細菌がジュース成分とのインキュベーションによって単純に死滅したのか、またはジュース成分が単純に長期の細菌阻害をもたらしたのかを決定することはできない。この疑問に答えるためには、ジュース抽出物を洗い落す「救出」実験が必要である。
【００１８】
【表３】
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【００１９】
クランベリーおよびブルーベリージュースが強力な抗菌性生成物を示すとの結果は、幾分予想外であった。ブルーベリーがＳ．エピデルミジスに対して弱い抗菌反応を示すことに留意すべきである。ブラックベリーおよび他のジュースは著しく低い濃度にも拘わらず、実際に、クランベリーの性質を共有することは可能である。
【００２０】
実験３
上記の驚くべき抗菌性の結果に促されて、本発明者は、ジュース因子が何らかの坑ウイルス特性をも有するかどうかを調べた。クランベリー抽出物およびブルーベリー抽出物が最も劇的な抗菌効果を示したので、これらの二つだけを試験した。これらを、不活性化が中程度に困難なエンベロープウイルスであるウマ心筋炎ウイルス（ＥＭＶ）に対して試験した。培地効果をコントロールするために、ＰＢＳ中および組織培養培地中の両方でウイルス懸濁液を調製した。試験サンプルは、結合したジュース因子のサンプル０．５gを、１５mLのＰＢＳ中ウイルス懸濁液中に懸濁させることにより調製した。このサンプルを室温で１時間インキュベートし、次いで、ウイルス終点（ＶＥＰ）アッセイ細胞系のウイルスアッセイにおいて、連続的に希釈（濃度滴定）した。即ち、この希釈サンプルを、組織培養プレート中の動物細胞に加えた。細胞を、５%ＣＯ2中に置かれた９６ウエルの培養プレート中において３７℃で２４時間増殖させ、次いでウイルスの存在を決定するために読み取った。表４に示した結果は、両者のジュースが温和な香ウイルス特性を有し、ウイルス力価を少なくとも１対数単位だけ低下させ得ることを示している。他のジュース因子もまた、クランベリーおよびブルーベリーのような強い抗ウイルス特性はないにしても、坑ウイルス特性を有している可能性がある。より効率的な方法（例えばクロマトグラフィー）によれば、より多量の抗ウイルス因子を捕獲し得るように思える。
【００２１】
【表４】
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【００２２】
結合したジュース材料を小さい（６０cc）カラムに置き、種々の微生物含有溶液を流すことによって、果汁因子の一定の効果を調べた。上記のようにして調製したクランベリーＰＶＰまたはクランベリーコレスチラミン、或いはブルーベリーＰＶＰまたはブルーベリーコレスチラミンを、夫々のカラムの中に配置した。大腸菌、Ｓ．エピデルミジスおよびＥＭＣウイルスのＰＢＳ中懸濁液を調製した。これら懸濁液の５０mLを、夫々のカラムを通して迅速に流した。ブルーベリーまたは「クランベリー因子」を含むカラムを通した後に何れの細菌も増殖しない点において、先の細菌実験の結果が繰り返された。ＰＶＰまたはコレスチラミン単独の対照カラムは、細菌の阻害を示さなかった。
【００２３】
ウイルス不活性化の結果が表５に示されている。この実験は、先の実験と同様にＶＥＰアッセイで行った。唯一の相違は、カラムアプローチによって、先の実験よりも幾分高いウイルス不活性化がもたらされたことである。これは、不溶化されたジュース因子との迅速な接触が、顕著なウイルスの不活性化を生じるために十分であることを示している。
【００２４】
【表５】
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【００２５】
実験４
細菌の増殖を評価するもう一つの方法は、濁度試験である。細菌増殖の指標として、溶液の光吸収または「光学密度」を測定する。細菌数が増大すると共に、吸収される光の量または散乱もまた増大する。この実験では、実験２で用いた同じバクテリアの重懸濁液を、細菌増殖培地内で調製した。等量のクランベリーＰＶＰまたはＰＶＰ（対照）を夫々のチューブに添加した。次いで、このチューブを室温で２４時間インキュベートした。実験の当初の目的は、細菌増殖の試験として、チューブ内の光吸収を測定することであった。しかし、全てのクランベリーチューブは、全細菌が死滅したことを示す完全な透明を示した。対照チューブは濁ったままであり、細菌の死滅を示さなった。幾つかの文献には、クランベリージュースの主要な効果が、細菌に対して阻害的であり得る酸性に起因することが記載されている。クランベリーＰＶＰを製造する際の試験によって、果実中に存在する大部分の有機酸は上清中に残留しており、ＰＶＰによって補足されないことが示された。にもかかわらず、クランベリーＰＶＰは酸性ｐＨを有しておらず、従って、当該物質の０．５gサンプルは、０．５M炭酸ナトリウムで中和された。この中和処理によって、抽出物は元の明るい赤色から非常な暗色（殆ど黒）になった。重要なこととして、中和された物質は溶液を透明にするのに有効であり、ｐＨは当該抽出物の殺菌特性における因子でないことを示している。
【００２６】
実施例５
抗微生物剤の古典的試験法は、細菌増殖プレートに置かれたときに、このような物質の周りに形成される「阻止ゾーン」である。この実験では、寒天プレートに大腸菌、シュードモナス・エルギノーザ(Pseudomonas aeruginosa)、Ｓ．アウレウス(S. aureus)、またはバチルス・サブチリス(Bacilus subtilis)の懸濁液を縞状に接種した。該のプレート上にクランベリーＰＶＰのアリコート（1.0g、0.5g、0.25g、または0.1g）を配置し、次いでこれを２４時間インキュベートした。全ての場合に、少なくとも８cmの阻止ゾーン（クランベリーＰＶＰ抽出物の縁から測定）が形成され、対象ＰＶＰは阻止を示さなかった。これは、有意な阻害特性を示している。当該物質を０．５M炭酸ナトリウムで中和しても、この阻害特性は破壊されなかった。
【００２７】
実験６
最後に、クランベリーＰＶＰの量を変えてウイルス試験を繰り返した。夫々のチューブで抽出物の量を変えて、抽出物を１０mLの水疱性口内炎ウイルス（ＶＳＶ）と混合した。６０分のインキュベーションの後、この材料を上記のＶＥＰアッセイで試験した。その結果、１．０gの抽出物は５logのウイルスの死滅を生じ、０．２５gは３logのウイルスの死滅を生じ、０．１gは３logのウイルスの死滅を生じた。
【００２８】
本発明による抗微生物性のジュース因子は、多くの用途を有している。使用した果汁および結合剤の両方とも、人の消費または人の皮膚および粘膜接触について安全であると考えられる。この抗微生物剤は、特に、細菌の増殖を抑制することが有利な何れの処置においても有用である。このような用途は傷の管理であり、この場合には、本発明の物質を包帯の中に挿入して細菌の増殖を防ぐことができる。また、これをクレンジングプロセスの一部として傷に直接塗布することもできる。これらの新規な抗菌剤はまた、歯周病の治療にも有用であり、この場合、それらを抗生物質または過酸化物のような従来の消毒剤の代わりに使用することができる。また、それらは生理用ナプキンおよびタンポンの中に使用して、毒性ショック症候群を生じるスタフィロコッカスの危険な増殖を防止することができる。
【００２９】
本発明の成分はすべて食品等級であり、人間の消費にとって安全であり、不溶性のジュース因子は食品着色剤またはニュートラシューティカルとして理想的である。この成分は、バッチまたは単一工程の除去プロセスにより、ＰＶＰのような適切な結合性マトリックスに結合することができる。また、第一の結合からの上清に対して第二の結合性マトリックスを適用し、追加の成分の「第二の捕獲」を行うことも可能である。この成分は、ジュースまたは他の植物ホモジネートから取り出すことができ、および／または通常は廃棄される物質に相当する種々の「廃棄流」から得ることができる。圧搾滓（果実からジュースを搾取した後に残留する物質）を水および／または塩溶液と混合して、通常は廃棄される追加の成分を放出させる。着色成分は、ｐＨまたはイオン強度（例えば緩衝液および塩溶液）を変化させることによって、ＰＶＰまたは他の結合性マトリックスから放出されせることができる。
【００３０】
本発明により製造された物質は、多くの健康上の利益を有する。それらは、出発物質の有益な性質を取込んでおり、また、結合性マトリックスおよびこれに結合した天然の植物性因子に起因した有益な穀類および緩下剤特性を有している。クランベリー因子の場合、その摂取は、クランベリージュースについて知られている多くの利益、例えば、尿路感染の予防または治療を与えるであろう。抗菌性および抗ウイルス性はまた、例えば望ましくない腸内細菌の抑制のような他の全身的効果をもたらす。確かに、果汁として実際に飲むよりも非常に多くの量の活性成分を、濃縮された個体として摂取することができる。事実、現在のプロセスは、１００ポンドのクランベリー果実から本質的に全ての着色成分を取得して、１０ポンドの架橋ＰＶＰ上に濃縮することができる。このプロセスにおいて、大部分の果糖および酸は廃棄される。これは１０倍の濃縮に相当する。更なる濃縮度を達成できることも期待される。
【００３１】
本発明の物質の更なる用途は、食品保存における使用である。最近、果汁およびハンバーグのような肉製品の細菌汚染に起因した多くの公衆衛生上の騒動が起きている。食品着色剤として使用すると、本発明の物質は、細菌の刹滅および細菌の増殖防止に有効である。一般に、着色剤それ自身がハンバーガーに使用されることはないが、本発明のクランベリー因子の赤色着色剤は確かにハンバーガーに適合する。予備的結果により、クランベリー因子をハンバーガーの中に混入すると肉の損傷が著しく遅延することが示された。クランベリー因子が、実際にハンバーガー中のバクテリアを刹滅できることを示す実験が進行中である。大量のタンパク質の存在下での消毒は通常は極めて困難であるか、或いは不可能であるから、これは驚くべきことであり、且つ興奮させられることである。
【００３２】
当業者によって、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、多くの変形および修飾が行われる可能性がある。本発明およびその種々の実施例を説明するためにこの明細書で使用した用語は、それらの普通に定義された意味で理解されるだけでなく、本明細書での特別の定義により、普通に定義された意味の範囲を超えた構造、材料または作用をも含むように理解されるべきである。従って、ある要素がこの明細書との関連において２以上の意味を有するならば、請求範囲におけるその使用は、明細書およびその用語自身によって支持される全ての可能な意味に対する上位概念として理解されなければならない。従って、請求の範囲の用語または要素の定義は、文言通りの要素の組み合わせだけでなく、実質的に同じ方法で実質的に同じ機能を行い、実質的に同じ結果を得る全ての均等な構造、材料、または動作をも含むように、この明細書の中で定義される。