专利名称：粗糠柴色素组合物的制造方法及其组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及以粗糠柴毒为代表的粗糠柴(Mallotus philippinensis)色素、特别是果皮色素的提取方法。
背景技术：
从印度、菲律宾、东南亚、澳大利亚产粗糠柴的果实表皮的腺毛及毛茸得到的被称为卡马拉(kamala)的红色粉末，被作为驱绦虫药、染料使用，有效成分为间苯三酚衍诱导体粗糠柴毒(生药学，南江堂，1966)。
关于从粗糠柴中提取色素，公知的方法有用100％乙醇加温提取(日本国特开昭47-43268)、用水或亲水性有机溶剂或它们的混合液在室温或低于等于溶剂沸点的温度下提取(日本国特开2003-146837)。此外，在日本国特开2003-55369中还公开进行水和/或有机溶剂提取，再进行正己烷提取，通过Sephadex LH-20色谱法、以及硅胶色谱法精制间苯三酚衍生物。对革兰氏阳性细菌金黄色葡萄球菌、枯草杆菌具有抗菌活性的间苯三酚衍诱导体、Drummondin类是从藤黄科(广义)植物Hypericum drummondii中分离的(Journal of NaturalProducts，Vol.52，No.2，p.325-331，1989)，这些物质也是由茎叶的己烷提取物精制后得到的。
由上述公开的发明可知，卡马拉色素或间苯三酚衍生物是用100％乙醇或低极性溶剂正己烷提取的。因此，色素成分粗糠柴毒的脂溶性高，需要用乳化剂等进行分散，因而不适合在饮料中应用。此外，由于其脂溶性高，在制造过程中，色素成分使配管等着色，色素成分还吸附于过滤器等，因此，洗涤时需花费额外的劳力。
日本国特开昭47-43268号公报[专利文献2]日本国特开2003-146837号公报[专利文献3]日本国特开2003-55369号公报 《生药学》，南江堂，1966，p.169[非专利文献2]Journal of Natural Products，Vol.52，No.2，p.325-331，1989发明内容本发明的第一目的在于提供含有水溶性增加了的粗糠柴毒为主要色素成分的粗糠柴色素组合物及其制造方法。
本发明的第二目的在于在以含有粗糠柴毒为主要色素成分的粗糠柴色素组合物的制造中，对粗糠柴进行提取过滤时，避免过滤器染色、配管着色，从而削减洗涤成本，和/或通过提高提取的成分的水溶性，使冷冻干燥易于实施以代替真空干燥等，从而提高制造工序的简便性。
本发明者等发现从粗糠柴植物体中用水性醇作溶剂进行提取时，通过添加碱成分，粗糠柴色素成分在溶剂中的溶解性显著增加，与此同时，制造时设备的洗涤及提取物的粉末化也变得容易，还发现提取物中含有的色素特别是粗糠柴毒在水中易溶解，从而完成了本发明。
下面，详细说明本发明。
本发明是粗糠柴色素组合物的制造方法，其特征在于在碱成分的存在下，从粗糠柴植物体中提取色素成分。提取时使用的溶剂优选含有醇的水性溶剂。
更具体而言，本发明包含下述工序i)准备粗糠柴植物体；ii)准备水性溶剂，其含有碳原子数是C1～C3、优选是C2的醇；iii)将碱成分、粗糠柴植物体以及含醇水性溶剂按任意顺序混合，获得混合物；iv)在工序iii)得到的混合物中，将色素成分从粗糠柴植物体提取到含醇水性溶剂中，获得提取液；v)根据需要，将工序iv)中得到的提取液浓缩和/或干燥，获得浓缩或干燥提取物，本发明是实质上水溶性的粗糠柴色素组合物的制造方法。
本专利申请书中“粗糠柴植物体”这一用语指构成粗糠柴的叶、花、根部、树皮、枝干、果实、果皮及毛茸等，但不限于这些。粗糠柴植物体优选毛茸干燥后得到的卡马拉。
本发明中的“粗糠柴色素组合物”指从粗糠柴植物体得到的含有粗糠柴毒的组合物。
在本发明方法中，提取时使用的溶剂包含水和醇。就能使用的水而言，只要是饮食品制造中使用的水即可，例如去离子水和蒸馏水等，就能够使用的醇而言，为C1～C3的醇，优选乙醇。溶剂中的醇浓度优选30容量％～90容量％，更优选30容量％～70容量％，进一步优选50容量％。
在本发明的方法中，作为从粗糠柴植物体中提取色素成分时使用的碱成分，考虑到添加于食品时，优选在食品添加物列表中记载的碳酸铵、碳酸钾、碳酸钠(碳酸苏打)、碳酸氢钠(苏打)、磷酸三钾、磷酸氢二铵、磷酸氢二钾、磷酸氢二钠、磷酸三钠、氢氧化钾、氢氧化钠，但无特殊限制。这些碱成分可以两种或多于两种混合使用。
在本发明的制造方法中，碱成分与粗糠柴植物体以及含醇水性溶剂按照任意顺序混合。例如，碱成分可以先与溶剂混合后再与粗糠柴植物体混合，也可以先与植物体混合后再与溶剂混合。此外，碱成分还可以与由植物体和溶剂混合得到的混合物混合。
本领域技术人员可选择适宜的碱使用量，作为标准，提取前后的整个范围内，溶剂的pH控制在大于等于7.0，优选7.0～11.0，特别优选7.0～9.0(常温(15℃～25℃)或环境温度)，为此，例如优选使用碳酸氢钠、碳酸钠或磷酸三钠。此时，碱成分的使用量为原料的10重量％～300重量％，特别优选10重量％～30重量％。此外，为了控制提取前后的pH，除添加上述碱成分外，还可以添加适宜的缓冲剂，或提取中加入追加的碱。就使用的缓冲剂而言，包括Atkins& Pantin氏碳酸苏打·硼酸混合液、四硼酸钠-氢氧化钠缓冲液、硼酸-氯化钾-氢氧化钠缓冲液、甘氨酸-氢氧化钠缓冲液，但不限于这些。
实施上述工序i)～v)的具体提取处理操作和装置不受特殊限制，只要能使粗糠柴中含有的可溶性色素成分在提取溶剂中溶出即可。例如，工序iii)及iv)，先将粗糠柴植物体与碱成分均匀地混合，再加到装满提取溶剂的处理槽中，根据需要不时搅拌的同时，通常静置1～3小时，使可溶性成分溶出。提取时使用的溶剂量，例如，在上述工序iv)提取体系中存在的溶剂量，以重量计通常为提取原料的5～40倍量，优选5～20倍量。此外，提取时的溶剂温度为常温至加热回流温度(15℃～90℃)，优选50℃～80℃。根据需要，除去所得提取液中的固形物，采用过滤等公知方法即可。按照上述方法得到的提取液可以直接作为本发明的组合物使用，也可以根据需要，按照上述工序v)进行浓缩和/或干燥，从而获得本发明的组合物。浓缩可以在常压或减压下进行，此时，在色素成分不分解的范围内，选择适宜的温度及时间等条件。干固或干燥可以采用冷冻干燥、减压干燥、通风干燥等常用方法，此时，同样在色素成分不分解的范围内，选择适宜的温度及时间等条件。
按照上述方法得到的粗糠柴色素组合物具有特殊苦味和气味，因此，可以对其提取液或其提取液的浓缩或干燥物进行己烷洗涤，从而进一步精制。此外，也可以在进行提取操作前，事先对粗糠柴植物体进行己烷洗涤，或用水蒸气蒸。
用本发明的方法制造的组合物是实质上水溶性的，且易粉末化。本发明中“实质上水溶性”这一用语意味着实际应用程度的水溶性。例如，当粗糠柴毒是“实质上水溶性”时，粗糠柴毒的水溶性为大于等于250μg/mL，优选大于等于1,500μg/mL，更优选大于等于5,500μg/mL，进一步优选大于等于12,000μg/mL。水溶性可以通过常用的任何方法测定，例如，如下述实施例4所述，(优选在室温(1℃～30℃)下)在水中加入样品，搅拌，测定其上清液中的粗糠柴毒浓度即可。
本发明的色素组合物可作为染料、着色料、防腐剂(例如保存剂、杀菌剂、保鲜剂等)、驱绦虫剂、香料等配合于饮食品或化妆品中。就能配合本发明的粗糠柴色素组合物的饮食品种类而言，不受特殊限制，其具体例子有清凉饮料、碳酸饮料、营养饮料、果实饮料、乳酸饮料、汤羹类等饮料(包含这些饮料的浓缩原液及调制用粉末)；冰棍、冰淇淋、软冰淇淋、果子露冰淇、刨冰、加蜜刨冰等冷点心；口香糖、巧克力、糖果、橡皮糖、西式糖果(candy)、压片糖、简易点心、饼干、果酱、奶油、烘焙点心等点心类；果冻、酸奶、布丁、巴伐露斯(bavarois)等甜点；面条、荞麦面条、挂面、冷麦面、意大利实心面、通心粉、米粉、粉丝、饺子皮、烧麦皮、馄饨、中华面、方便面等面类；火腿、香肠、筒状鱼卷、鱼糕、鱼肉山芋食品、炸胡萝卜鱼肉饼等水产·畜产加工食品；加工乳、发酵乳等乳制品；色拉油、天妇罗油、人造黄油、蛋黄酱、起酥油、掼奶油、调味汁等油脂及油脂加工食品；酱汁、佐料汁等调味料；腌姜、咸梅干、什锦酱菜、紫苏腌茄子等腌制食品；炖菜、沙拉、成品菜等。例如，本发明的色素组合物能作为茶等清凉饮料中的防腐剂使用。此外，就能配合粗糠柴色素组合物的化妆品的种类而言，可列举用于脸部、皮肤、头发的化妆品；香水、古龙香水等芳香制品；漱口药水、牙膏等口腔制品。
本发明提供含有易溶于水的粗糠柴色素、特别是以粗糠柴毒为有效成分的色素组合物。本发明的色素组合物适用于包含清凉饮料、碳酸饮料、营养饮料、果实饮料、乳酸饮料等饮料(包含这些饮料的浓缩原液及调制用粉末)的饮食品。
根据本发明的制造方法，采用与以往相比醇浓度更低的水性醇体系，实现较高的色素提取率。
在通过本发明得到的提取液中，粗糠柴色素、特别是粗糠柴毒的水溶性增加，所以易于实施冷冻干燥。因此，本发明的制造方法提高了提取物制造方法的操作简便性。
此外，根据本发明的制造方法，由于色素成分的溶剂溶解性增加，所以制造过程中生产线、容器易洗涤，减少洗涤所需的溶剂使用量，缩短洗涤时间，而且，得到的色素易粉末化，有利于削减色素制造成本。
图1是表示色谱图的峰面积与粗糠柴毒浓度关系的分布图。
图2是比较50％EtOH中NaHCO3添加效果的柱状图。
图3是比较90％EtOH中NaHCO3添加效果的柱状图。
图4是表示提取处理后溶液的pH与粗糠柴毒提取率关系的分布图。
具体实施例方式
下面，结合实施例，具体说明本发明，当然，这些实施例不限制本发明的范围。
在下述各实施例中，只要无特殊说明，乙醇浓度以容量％表示，碳酸氢钠等碱成分的量以相对于原料的重量％表示。
粗糠柴色素成分粗糠柴毒的HPLC分析购入粗糠柴毒(Sigma公司制)，在HPLC流动相100％乙腈(CH3CN)-0.05％三氟乙酸(TFA)(含有0.05％TFA的100％CH3CN)中测定其最大吸收波长，结果为288.0nm和350.0nm。选择与杂质吸收波长更好区分的350nm作为检测波长，设定如下条件。
HPLC系统LC-10Ai((株)岛津制作所制)柱Develosil C30-UG-5(3.0×150mm，野村化学(株)制)柱温40℃流动相80％CH3CN-0.05％TFA流速0.4mL/分检测波长350nm进样量5μL保留时间12.7分将粗糠柴毒溶解于90％乙醇中，制备浓度分别为3μg/m L、10μg/mL、30μg/mL、100μg/mL的溶液，绘制校正曲线。结果如图1所示。得到的色谱图的峰面积与浓度的关系用通过原点的回归直线表示，其式子为{浓度(μg/mL)＝(峰面积+17231)/10047}，作为相关系数的指标的R2为0.9992。
提取时添加碳酸氢钠的效果向粗糠柴毛茸卡马拉粉末(以下称原料)500mg中，加入10mL(20倍量)50％或90％乙醇，在80℃下加温1小时进行提取。将提取液离心分离得到的各上清液用90％乙醇混合成20mL，其一部分进一步用90％乙醇稀释，按照实施例1的方法，进行HPLC分析。结果用90％乙醇提取的样品的粗糠柴毒浓度为4.846mg/mL，将其换算成500mg原料的粗糠柴毒提取量时，为96.9mg(提取率19.4％)。与此相比，用50％乙醇提取时，为5.0mg(提取率1％)，约只有其二十分之一。
然后，在20倍量的50％乙醇提取时，加入1％(即5mg)、3％(即15mg)、10％(即50mg)、30％(即150mg)、100％(即500mg)、300％(即1500mg)碳酸氢钠，与前述同样处理，计算得到的提取样品中粗糠柴毒量及提取率，并与上述不添加碳酸氢钠的90％乙醇提取时的粗糠柴毒提取率(19.4％)进行比较。在本实施例中，将上述不添加碳酸氢钠的90％乙醇提取组称为对照组(参照下述图3)，以其提取率为基准，确定各提取组的相对提取效率。结果如图2所示。
在醇浓度50％中不添加碳酸氢钠(即添加率为0％)进行提取操作时，其相对提取效率只有5.2％。而添加大于等于原料的10％的碳酸氢钠(NaHCO3)时，其提取效率显著提高。即，添加碳酸氢钠10％时提高到21.2倍，添加30％时提高到22.7倍，添加100％时提高到21.2倍，添加300％时提高到18.8倍。添加300％时的相对提取效率为96.9％，几乎与对照组的提取率相同。另一方面，当碳酸氢钠添加率超过30％时，在原料提取残渣中存在被认为是未溶解的碳酸氢钠的白色沉淀。
同样，在90％乙醇提取时，加入1％、3％、10％、30％、100％、300％的碳酸氢钠进行提取，将其提取率与对照组进行比较。结果如图3所示，任一碳酸氢钠添加率下的相对提取效率均较高。
结果表明，采用不使用碱成分的现有提取方法时，醇浓度从90％降到50％会导致提取效率显著降低，而在添加碱的本发明中，提取效率得到改善。
添加碳酸氢钠提取的效率在原料50g中加入碳酸氢钠5g(原料的10％)均匀混合后，添加1L50％乙醇，在80℃下加温1小时。冷却到室温后，常压过滤，将得到的滤液在小于等于40℃下减压浓缩馏去醇后，进行冷冻干燥，得到24g粉末(以下称为A)。与此相比，不添加碳酸氢钠，用90％乙醇同样处理后，得到15.8g粉末(以下称为B)。按照实施例1的方法，计算提取粉末A、B中的粗糠柴毒含有率，A中为23.5％，B中为29.5％。同时考虑提取粉末重量和粗糠柴毒含有率时，用添加10％碳酸氢钠的50％乙醇提取，得到5.64g粗糠柴毒，而用不添加碳酸氢钠的90％乙醇提取，只得到4.66g粗糠柴毒。结果表明，添加碳酸氢钠提取时，粗糠柴毒的回收量提高，是不添加时的1.2倍。
水中溶解性比较用下述方法分析水中溶解性。即，用添加了原料的10％或30％碳酸氢钠的50％或90％乙醇进行提取，将得到的提取液干燥，在得到的各干燥物的约0.2g中加入蒸馏水4mL(即20倍量)，用漩涡振荡混合器搅拌，经超声波处理1分钟后，离心分离，收集上清液。用Millipore制的过滤器MILLEX(注册商标)-HV(0.45μm)得到精密过滤液，按照实施例1的方法，求得粗糠柴毒浓度。作为对照组，采用不添加碳酸氢钠的90％乙醇，进行同样的操作。其结果如表1所示。
表1的说明将作为对照组的不添加碳酸氢钠的90％乙醇提取物中的粗糠柴毒的溶解性作为1时，10％碳酸氢钠-90％乙醇提取物是其25倍，而10％碳酸氢钠-50％乙醇提取物是其196倍，溶解性相对比率增加。即，添加碳酸氢钠的提取物与不添加碳酸氢钠的提取物相比，水溶性显著增加。此外，50％乙醇提取物的溶解性明显优于90％乙醇提取物。
提取温度的探讨在原料中添加原料的10％的碳酸氢钠，提取温度设为26℃，按照实施例2的方法，测定3日后、7日后的粗糠柴毒提取量。乙醇浓度调制为50％或90％。结果所有提取率均大于等于15.5％。如实施例2所示，鉴于添加10％碳酸氢钠在80℃下处理1小时后的提取率在任一醇浓度下均为约19％，在常温3日时也回收了其80％或大于80％。
提取时的醇浓度的探讨在原料中添加10％或100％碳酸氢钠，乙醇浓度分别为0％(即蒸馏水)、30％、50％，按照实施例2的方法，测定经80℃下1小时处理的粗糠柴毒提取量。结果如表3所示。
表3的说明用醇浓度0％的蒸馏水提取时，提取率仅为约1％。而用醇浓度30％提取时，提取率较高，分别达到12.1％、13.3％，其相当于50％时的提取率的约70％。
pH对粗糠柴毒提取效率的影响改变pH，按照实施例2的方法，用50％乙醇在80℃下进行1小时提取操作，探讨pH对粗糠柴毒提取效率的影响。作为改变pH且同时添加的碱成分，除上述实施例中的碳酸氢钠外，还采用碳酸钠、磷酸氢二钠(无水)、十二水磷酸三钠(在表4中，显示以换算成无水物后的重量为基础计算的％)、Atkins&Pantin氏碳酸苏打·硼酸混合液(pH为8、9、10、11，最终离子强度50mM)。碱成分的种类、添加量、提取所用溶剂的pH、提取处理后的溶液的pH以及粗糠柴毒提取率在表4中显示。另外，Atkins&Pantin氏碳酸苏打·硼酸混合液指M/10碳酸钠水溶液(1L中含有10.6g碳酸钠)与M/10硼酸-氯化钾水溶液(1L中含有6.2g硼酸和7.45g氯化钾)的混合物，分别以1.12∶8.80的容量比混合时，pH可调至8，以3.70∶6.30的比例混合时，pH可调至9，以7.09∶2.91的比例混合时，pH可调至10，以9.65∶0.35的比例混合时，pH可调至11。此混合液在下表中简单表示为缓冲液。
表4的说明提取处理后的溶液pH为7.0～11.0、特别是7.0～9.0(加粗、下划线部分)时，显示了较高的粗糠柴毒提取率。
由附图(图4)明显可知这些提取处理后的溶液的pH与粗糠柴毒提取率之间的关系。
如实施例2中所示，不添加碳酸氢钠的90％乙醇提取的提取率为19.4％。在pH7.0～9.0的范围内，粗糠柴毒提取率相当于其80％或大于80％，在pH7.0～11.0的范围内，粗糠柴毒提取率相当于其70％或大于70％，由此可知pH大于等于7.0时，提取率高。
权利要求
1.粗糠柴色素组合物的制造方法，其特征在于，在碱成分的存在下，用含有醇的水性溶剂提取粗糠柴植物体。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，粗糠柴植物体优选制成粉末状后的卡马拉。
3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，色素组合物含有作为色素主成分的粗糠柴毒。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的制造方法，其中，溶剂的醇浓度为30容量％～90容量％。
5.根据权利要求4所述的制造方法，其中，溶剂的醇浓度为30容量％～70容量％，优选50容量％。
6.根据权利要求1～5任意一项所述的制造方法，其中，碱成分是从以下物质组中选择的至少一种碱碳酸铵、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸三钾、磷酸氢二铵、磷酸氢二钾、磷酸氢二钠、磷酸三钠、氢氧化钾及氢氧化钠。
7.根据权利要求6所述的制造方法，其中，碱成分是从以下物质组中选择的至少一种碱碳酸氢钠、碳酸钠及磷酸三钠。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其中，碱成分的使用量为粗糠柴植物体的10重量％～300重量％，优选10重量％～30重量％。
9.根据权利要求1～8任意一项所述的制造方法，其中，提取时使用的溶剂的量以重量计，为粗糠柴植物体的5～20倍量。
10.根据权利要求1～9任意一项所述的制造方法，其中，在下述条件下进行提取与植物体接触的溶剂的pH总是大于等于pH7.0，优选pH7.0～11.0，更优选7.0～9.0。
11.根据权利要求1～10任意一项所述的制造方法，其中，提取时溶剂的温度为常温～回流温度。
12.根据权利要求11所述的制造方法，其中，提取时溶剂的温度为50℃～80℃。
13.粗糠柴色素组合物，其为用权利要求1～12任意一项所述的制造方法制造的实质上水溶性的粗糠柴色素组合物。
14.根据权利要求13所述的色素组合物，其作为饮食品或化妆品的着色剂和/或防腐剂、或作为驱虫药使用。
全文摘要
本发明提供含有易溶于水的粗糠柴毒的粗糠柴提取物。本发明还提供制造上述提取物的方法，其在提取过滤时，避免过滤器和/或配管着色，削减洗涤成本，或使冷冻干燥的实施变得容易等，从而提高制造工序的简便性。从粗糠柴植物体中用水·醇进行色素提取物的提取时，通过添加碱成分，粗糠柴提取物在水中的溶解性显著增加，从而使提取率提高，制造过程中的洗涤、提取物的粉末化变得容易，而且，所得提取物的水溶性也增加。
文档编号A23L3/349GK1930247SQ20058000765
公开日2007年3月14日 申请日期2005年3月11日 优先权日2004年3月12日
发明者前田满, 深见治一, 并川耕士 申请人:三得利株式会社