JP4599571B2 - フコイダン抽出物製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、藻類原料からのフコイダン抽出物製造方法に関し、さらに詳細には、原料藻体由来の着色物質や特有の風味を除去あるいは軽減できるフコイダン抽出物の製造方法に関するものである。

ワカメ（Undaria pinnatifida）などの藻類には、アルギン酸、フコイダンなどの多糖類が含まれている。この中で、フコースを主たる構成糖とする硫酸化多糖のフコイダンは、抗腫瘍作用、血圧降下作用、抗潰瘍作用の点から近年注目されている。
フコイダンは、藻類原料から水抽出や酸抽出などの操作により得られることが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

しかし、これらの抽出物は藻類由来の色素により着色しているとともに、独特の臭いや味がある。このため、抽出物を食品に利用する場合、外観や風味の点で好ましくない影響を与えることから、その利用が制限されていた。

フコイダンを食品用途で利用する際の上記問題点を解消する方法として、抽出物をアルコールで沈殿させた後に、アルコールで洗浄する方法（例えば、特許文献２参照。）や、過酸化水素を利用して色や臭いを除去するする方法（例えば、特許文献１参照。）、凍結-再融解などした後にアルコールにより除去する方法（例えば、特許文献３参照。)などが提案されている。

しかしながら、上記方法では抽出物の着色や海藻特有の臭い・味を十分に除去することができなかった。また、アルコールで沈殿させアルコールで洗浄する場合には、多量のアルコールが必要となるため、製造コストが高くなるという問題があった。

また、ワカメの胞子葉であるメカブは、フコイダンなどの粘質物を含んでおり、加熱した後に冷却し、湯通し製品とされる。その冷却工程では、粘質物が冷却水中に移行してしまい、排出されることとなるため、環境に負荷を与えていた。

さらに、ワカメと同じ褐藻類であるアカモク（Sargassum horneri）は、ギバサ、ギンバソウ、ナガモなどとも呼ばれ、日本海側の一部で食用に供されているが、一般に食用とされることは少ない。環境浄化の観点からアカモクの栽培が検討されているが、その利用方法が課題とされていた。

特開平10-191940号公報 特開平64-87601号公報 特開2000-351801号公報

従って、本発明の課題は、藻類を原料として得られる、着色や臭いが低減されたフコイダン抽出物製造方法を提供することである。
本発明のもう一つの課題は、低利用資源であるアカモクを有効に利用することである。
本発明の更なる課題は、藻類から加工品を製造する際に排出される、有機物を含んだ排水を低減させることである。

本発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意検討を行った結果、藻類原料を加熱した後、冷水または温水により抽出を行うことで、実質的に脱色・脱臭されたフコイダン抽出物が得られることを見出し、本発明を完成した。

すなわち請求項１の発明は、藻類原料を７０℃以上１００℃以下の熱水により１秒以上１０分以内で加熱する加熱工程と、前記加熱工程後の藻類原料から０℃以上４０℃以下の冷水又は温水でフコイダンを抽出する抽出工程とを有することを特徴とするフコイダン抽出物製造方法である。藻類原料を７０℃以上１００℃以下の温度に加熱することにより、抽出物に混入する色素を熱で減少させるとともに、藻類原料からのフコイダン抽出物の冷水又は温水への抽出を可能にする。加熱工程に続いて冷水又は温水でフコイダン抽出物を抽出することにより、色素を低減したフコイダン抽出物を得ることができる。７０℃以上１００℃以下の熱水で加熱することにより、残った色素や臭いその他の夾雑物が熱水中に溶出する。このため、続く冷水又は温水によるフコイダン抽出物の抽出の際に、色素や臭いその他の夾雑物の溶出が少なくなる。

請求項２の発明は、前記抽出工程は前記加熱工程後の藻類原料を冷却する工程を兼ねており、前記抽出工程後の藻類原料から加工品を製造する加工品製造工程を有することを特徴とする請求項１に記載のフコイダン抽出物製造方法である。請求項３の発明は、前記抽出工程は、前記加熱工程後の藻類原料から熱を除くために冷水または温水に浸漬する冷却工程を有し、前記冷却工程の際に発生する冷却排水からフコイダン抽出物を得ることを特徴とする請求項１記載のフコイダン抽出物製造方法である。これにより、排水を減少させることができる。

請求項４の発明は、前記抽出工程後のフコイダン抽出物の水溶液をアルギン酸Na溶液と混合する混合工程と、前記混合工程後の混合物を成形する成形工程と、前記成形工程後の成形物を凝固させる凝固工程とを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のフコイダン抽出物製造方法である。

請求項５の発明は、前記藻類原料が褐藻類であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のフコイダン抽出物製造方法である。ワカメ、コンブ、アカモク等の褐藻類には、フコイダンが多量に含有されているため、これらの褐藻類からは多くのフコイダン抽出物を容易に抽出できる。

請求項６の発明は、前記藻類原料がアカモク（Sargassum horneri）であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のフコイダン抽出物製造方法である。アカモクは、低利用資源であるので、資源の有効利用が可能となる。

請求項７の発明は、前記藻類原料がワカメ（Undaria pinnatifida）のメカブ(胞子葉)であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のフコイダン抽出物製造方法である。

請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のフコイダン抽出物製造方法により製造されるフコイダン抽出物は、従来のフコイダン抽出物よりフコイダン含有割合が高いため、抗腫瘍活性などを期待して利用する場合には、従来のフコイダン抽出物より少ない量で効果を期待できる。

本発明のフコイダン抽出物製造方法により製造されるフコイダン抽出物は、原料藻体由来の着色および海藻臭や味などの特有の風味が少ないので、食品へ添加した際に、食品の色彩や風味への影響が小さくなり、さまざまな食品への利用が可能となる。

本発明によれば、海藻特有の着色や臭いが低減されたフコイダン抽出物製造方法を提供することができる。
本発明によれば、藻類原料としてアカモクを用いることにより、低利用資源であるアカモクを有効に利用することができる。
本発明によれば、藻類の加熱加工品製造における冷却工程の際に発生する冷却排水からフコイダン抽出物を得ることにより、藻類から加工品を製造する際に排出される、有機物を含んだ排水を低減させることである。

発明を実施するための最良の形態について、以下に詳細を説明する。
藻類原料を加熱する加熱工程の後で、冷水又は温水により抽出する工程によりフコイダン抽出物を製造することができる。

原料となる藻類としては、フコイダンを含有するものであれば特に限定されない。藻類の中でも、褐藻類には一般にフコイダンが含まれており、例えば、チガイソ科、ホンダワラ科、コンブ科などを原料に用いることができる。上記海藻の中でも、ホンダワラ科のアカモクは食用とされることが少ないため、資源の有効利用の点から好ましい。

加熱工程における加熱方法は、特に限定されず、熱水への浸漬、水蒸気加熱、赤外線による加熱、マイクロ波加熱などを例示できる。藻類原料を加熱することにより、藻類原料に含まれるフコキサンチンなどの色素が退色し、抽出物の着色も減少するとともに、藻類の細胞壁を軟化させ、フコイダンを抽出しやすくなる。

加熱方法としては、熱水への浸漬による加熱が好ましい。熱水中に色素や臭い成分などの夾雑物が溶出し、抽出物へのそれらの移行が少なくなるためである。
熱水の温度は、７０℃以上１００℃以下とすることが好ましく、８０℃以上１００℃以下がさらに好ましく、９０℃以上１００℃以下が特に好ましい。７０℃以上で、藻類に含まれている色素のうち、キサントフィル類が退色するためである。加熱時間は、１秒以上１０分以内が好ましく、１分以内が特に好ましい。長時間の加熱では、色素や夾雑物だけではなく、フコイダンも色素などの夾雑物とともに熱水中に溶出するためである。藻類原料に対する熱水の量は特に限定されないが、藻類原料の重量（含水）に対して、重量で0.5倍以上が好ましく、より好ましくは等量〜１００倍、さらに好ましくは、２倍〜５０倍である。

フコイダン抽出物を抽出する冷水または温水の温度は、０℃以上４０℃以下とすることができ、好ましくは２５℃以下、特に好ましくは５℃以上１５℃以下である。冷水又は温水の温度が高い場合には、色素や臭いなどが溶出してしまうためである。冷水又は温水での抽出する時間は特に限定されないが、１０秒以上６０分以下が好ましく、５分以上３０分以内がさらに好ましい。抽出時間が短い場合には、抽出物が十分得られない場合があるためである。

本実施の形態のフコイダン抽出物製造方法では、フコイダン抽出物のみを得ることを目的とする場合だけでなく、藻類加熱処理製品を製造する際にもフコイダン抽出物を得ることができる。この場合、藻類、例えばワカメ、メカブ、コンブ、アカモクなどを加熱した後、冷水又は温水で冷却する際の冷却水から、フコイダン抽出物を得ることができる。冷却水を廃棄するのではなく、フコイダン抽出物の原料とするので、排水量を減少させることができ、環境負荷を低減することができる。

本実施の形態のフコイダン抽出物製造方法により製造されるフコイダン抽出物は、冷水で抽出した溶液状のものを、そのまま、または適宜加工して利用に供することができる。例えば、スプレードライ、凍結乾燥、加熱乾燥などの方法により乾燥させて粉末または顆粒状とすることができる。また、溶液状のフコイダン抽出物にアルギン酸ナトリウムを添加し、カルシウム塩水溶液中に浸漬することによって、こんにゃく状（ゼリー状）とすることもできる。

本実施の形態のフコイダン抽出物製造方法により製造されるフコイダン抽出物は、食品に添加することができる。食品は特に限定されず、飲料、菓子、製麺、魚肉練製品、乳製品、果実加工品、製パン、調味料などを例示できる。本実施の形態のフコイダン抽出物製造方法により製造されるフコイダン抽出物は、従来法により製造されたフコイダン抽出物より、色や臭いが少なくフコイダン含有割合が高いため、食品に添加した際にその色や臭いが食品へ与える影響が小さくなる。

（１）フコイダン抽出工程
冷凍されたホールのメカブ原料１ｋｇを解凍後、水で表面を洗浄し、異物を除去した。そのメカブ原料を１０kgの９５℃の熱湯に３分間浸漬し、ボイルした。ボイル後のメカブ原料を１０kgの１０℃の冷水に５分間浸漬して冷却するとともに、フコイダン抽出物水溶液を製造した。なお、メカブ原料は、スライスしてもよいが、ミンチ状にすることは望ましくない。ミンチにした場合、固形分が液に混ざり、分離できなくなるためである。ボイルの際、ボイル液にメカブ原料の色素が移行する。ボイル液には、同じ液を３回程度使うことができるが、使用後の液は廃棄することが好ましい。ボイル液の温度範囲は、７０〜９５℃程度が好ましい。加熱時間を長くすると、ボイル液にフコイダンが移行するため、好ましくない。冷水による抽出工程は、１回で十分である。製造したフコイダン抽出物水溶液は、原料藻体由来の着色がなく、無味無臭であった。

（２）アルギン酸溶液調製工程
アルギン酸Naをエチルアルコールに分散させたものを水に溶解させ、アルギン酸Naが１．５％〜２．５％のアルギン酸Na溶液を準備した。

（３）混合工程
フコイダン抽出工程で製造したフコイダン抽出物水溶液とアルギン酸溶液調製工程で準備したアルギン酸Na溶液とを、抽出物水溶液３０％に対しアルギン酸Na溶液７０％の体積比で真空ミキサーにより混合、脱気した。

（４）成型工程
混合工程後のものを減圧下加圧しながら、一定圧力で押し出して棒状に成形した。減圧下加圧は、減圧されたチャンバー内で、減圧状態へ加圧して押し出すことにより行なった。これにより脱気された成形物が得られた。なお、押し出し圧力を変動させることにより、成形品の太さを変えることができる。

押し出しには孔の開いたプレートを用いた。そのプレートは孔の径が１ｍｍで、孔にはプレートの両面でテーパが設けられており、入り口（加圧側）のテーパが０．５mmで、出口（減圧側）のテーパが０．２ｍｍとなっている。

成形したものを、攪拌している０．1〜１mol/ｌの塩化カルシウム塩水溶液の中に入れ凝固させた。なお、塩としては、塩化カルシウムのほか、乳酸カルシウム、クエン酸カルシウム、ミョウバン（硫酸アルミニウムカリウム）などを使ってもよい。こうして、フコイダン抽出物製品を製造した。フコイダン抽出物製品は、はるさめ状で、そのまま食べることができた。このフコイダン抽出物製品は、原料藻体由来の着色がなく、白色透明で、海藻臭や味などの特有の風味がなく、無味無臭であった。このフコイダン抽出物製品は、菓子、麺、魚肉練製品またはその他の食品に添加して食べてもよい。
［試験例］

前述の実施例に沿って４種類のフコイダン抽出物製品（試料Ａ〜Ｄ）を準備した。但し、試料Ａ(アカモク低温抽出物)では、実施例のフコイダン抽出工程で、メカブ原料の代わりにアカモクを用いて製造した。試料Ｂ（メカブ低温抽出物）では、実施例と同様にメカブを用いて製造した。試料Ｃ（アカモク高温抽出物）では、メカブ原料の代わりにアカモクを用い、さらに、９５℃の熱湯に１５秒間浸漬する代わりに５分間浸漬し、その熱湯を冷却して得られたものをフコイダン抽出物水溶液として用いた。試料Ｄ（メカブ高温抽出物）では、実施例と同様にメカブを用い、９５℃の熱湯に１５秒間浸漬する代わりに５分間浸漬し、その熱湯を冷却して得られたものをフコイダン抽出物水溶液として用いた。各試料は、凍結乾燥させた。

各試料Ａ〜Ｄについて、図１に示す方法で（１）タンパク質、（２）フコイダン＋ラミナラン、（３）アルギン酸、（４）不溶性残さの各重量を測定した。
その結果を表１および図２のグラフに示す。

表１および図２に示すように、試料Ｂ（メカブ低温抽出物）は、試料Ｄ（メカブ高温抽出物）に比べてフコイダン＋ラミナランの収率が高かった。
また、各試料Ａ〜Ｄの色、臭い、味について観察した。
試料Ａ(アカモク低温抽出物)および試料Ｂ（メカブ低温抽出物）は、白色透明で、海藻臭や味などの特有の風味がなく、無味、無臭であった。これに対し、試料Ｃ（アカモク高温抽出物）および試料Ｄ（メカブ高温抽出物）では、原料藻体由来の着色物質により褐色に着色しており、海藻臭、海藻味がした。

試験例の試験方法を示すフローチャートである。 試験例の結果を示す円グラフである。

Claims (7)

1. 藻類原料を７０℃以上１００℃以下の熱水により１秒以上１０分以内で加熱する加熱工程と、前記加熱工程後の藻類原料から０℃以上４０℃以下の冷水又は温水でフコイダンを抽出する抽出工程とを有することを特徴とするフコイダン抽出物製造方法。
2. 前記抽出工程は前記加熱工程後の藻類原料を冷却する工程を兼ねており、前記抽出工程後の藻類原料から加工品を製造する加工品製造工程を有することを特徴とする請求項１に記載のフコイダン抽出物製造方法。
3. 前記抽出工程は、前記加熱工程後の藻類原料から熱を除くために冷水または温水に浸漬する冷却工程を有し、前記冷却工程の際に発生する冷却排水からフコイダン抽出物を得ることを特徴とする請求項１記載のフコイダン抽出物製造方法。
4. 前記抽出工程後のフコイダン抽出物の水溶液をアルギン酸Na溶液と混合する混合工程と、前記混合工程後の混合物を成形する成形工程と、前記成形工程後の成形物を凝固させる凝固工程とを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のフコイダン抽出物製造方法。
5. 前記藻類原料は褐藻類であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のフコイダン抽出物製造方法。
6. 前記藻類原料はアカモクであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のフコイダン抽出物製造方法。
7. 前記藻類原料はワカメのメカブであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のフコイダン抽出物製造方法。
   

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