JPH0134973B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はステビア、甘茶、甘草等の甘味成分
や、他の植物体中の有効成分の抽出・精製法に関
するものである。 従来、ステビア等の植物体から有効成分を抽
出・精製するには、水、又は有機溶媒又は水と水
溶性有機溶媒との混合物等を用いた抽出液に、炭
酸カルシウムや水酸化カルシウム等の吸着剤を加
えて夾雑物を除去したり、又は、さらにイオン交
換樹脂や吸着樹脂による処理により精製を行つて
いるが、これらは、夾雑物除去が十分でないため
樹脂の寿命を短かくしたり、再生処理回数を多く
する等の欠点を有している。特に色素成分等の除
去にはそれぞれ能力の限界があるためにそれらの
併用が行われているのが現状であるが併用しても
必ずしも満足出来る処理効果は得られていない。
さらにこのような方法によつて抽出・精製を行つ
た後には、BOD，COD負荷の高い廃水が生じる
ために、活性炭等による除色処理や、活性汚泥処
理を行う必要があり、処理装置等の設備費やラン
ニングコストは、抽出・精製費用に対して経済的
に大きな割合を占めている。又従来の抽出精製法
では、処理方法が複雑なためバツチシステムが多
く連続化を難しくもしている。 そこで本発明者はこれら従来技術の欠点を除
き、かつ優れた夾雑物除去法を検討し、本発明を
完成させた。すなわち本発明は、植物からの抽出
成分を含む抽出溶液中で生成させたアルミニウム
もしくは鉄の水酸化物を吸着剤として夾雑物を除
去することを特徴とする植物成分の抽出・精製法
である。 本発明に係わる植物としては、ステビア、甘
茶、甘草、サトウキビ等の甘味成分含有植物、特
に、ステビオサイド類を含有するステビアが好ま
しい。また、甘味成分以外の有効成分を含有する
他の植物であつても有効である。 本発明に係わる抽出精製法は先ず通常の方法に
て植物を抽出溶媒により抽出する。その際用いる
植物の有効成分抽出溶媒としては水が望ましい
が、水溶性有機溶媒、水溶性有機溶媒と水の混合
物、又非水溶性の有機溶媒も適用出来る。しかし
ながら非水溶性の溶媒を用いて抽出した場合に
は、抽出溶液を濃縮乾固したものを水、水溶性有
機溶媒、水溶性有機溶媒と水の混合物に再溶解す
ることが必要となる。 本発明において植物の抽出溶液中に吸着剤を生
成させる方法としては該溶液中に金属塩を加え生
成する金属水酸化物を吸着剤とする方法、また植
物の抽出溶液を導電性とし生成すべき金属水酸化
物の金属を電極に用い電解によつて金属水酸化物
を生成せしめる方法等がある。 本発明において抽出溶液中に金属塩を加え、生
成する金属水酸化物を吸着剤とする方法では、植
物の抽出溶液中に金属塩を加え、生成する水酸化
物が安定に存在するように、塩酸、硫酸等の酸あ
るいは、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の
塩基を用いPH領域を調整する。この際抽出溶液中
に生成した水酸化物は、抽出溶液中の夾雑物を吸
着して沈澱するので、これを過することにより
清浄な抽出液とすることができる。 植物の抽出溶液中に加える金属塩としては、硫
酸アルミニウム、アルミン酸ナトリウム等のアル
ミニウム塩、塩化第一鉄、塩化第二鉄、硫酸第一
鉄、硫酸第二鉄等の鉄塩等、水に対し、難溶性の
水酸化物を生成する金属塩が用いられる。これら
の塩類の選択は、対象とする植物の抽出溶液に対
する金属水酸化物の吸着性能や精製を目的とする
成分の性質、使用目的、さらには、安全性を考え
て行うことができるが、特にアルミニウム塩類
は、吸着性能、安全性等の点から優れている。 なお、金属塩として例えば硫酸アルミニウムを
用いたときは、水酸化ナトリウムまたは水酸化カ
リウム等にて、また、金属塩として例えばアルミ
ン酸ナトリウムを用いたときは、塩酸等によりPH
を７付近に調整すると水酸化アルミニウムを生成
し抽出溶液中の夾雑物を吸着して沈澱するもので
ある。 本発明の方法において電解法で行うときは、前
記抽出溶液が導電性であることが必要であり、導
電性でないときは電解質を加えて導電性とする
か、又は導電性溶媒に置換することが必要であ
る。また導電性であつても、導電性が低いときは
電解質を加え、導電性を高めることが電解効率等
を上げるので好ましい。 本発明において植物抽出溶液に加える電解質と
しては導電性を上げる種々のものが使用出来る
が、抽出成分の性質や抽出精製物の使用目的によ
つて選択される。この際用いる電解質としてはア
ルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩が好ましく、
特にステビアからステビオサイド類の抽出精製を
行なうような場合には、塩化ナトリウムが好まし
い。これは精製物中に塩化ナトリウムがたとえ残
つたとしても使用目的に障害とはならず、またさ
らに精製を必要とする場合には、イオン交換樹脂
によつて、容易に塩類を除去することが出来るた
めである。抽出溶液中に加える電解質の量は使用
する電極金属が電解されるに必要な導電性を与え
るだけで十分であり、多量に用いる必要はない。
例えば塩化ナトリウム等の強電解質の場合、１〜
２ｇ／程度で十分、役目をはたすことが出来
る。 本発明にて、植物の抽出溶液中に、吸着剤を生
成させる方法としては、アルミニウムもしくは鉄
を電極として用い、電解によつてその金属の水酸
化物を導電性抽出溶液中に生成させる方法が好ま
しい。上記金属を電極として用いるのは、生成し
た金属水酸化物が難溶性の水酸化物でありかつ吸
着能力が優れている等のため好ましく、特にアル
ミニウムは、生成する水酸化アルミニウムの吸着
力が特に高く、中性付近で電解可能なため極めて
優れている。 電解方法としては、電解可能な状態に調節した
抽出溶液中に、アルミニウム、鉄等の金属を負極
に、正極には炭素等の不溶性電極を用いるか、又
は、正負両極に同じ金属を用い電解電圧以上の電
圧をかけ電流を流せば、電流量に比例して金属イ
オンが溶出し、溶液中で金属水酸化物を生成させ
ることが出来る。また電解法として正負両極に同
一金属を用いた時は、PR電解法を行なえば、陽
極酸化被膜の生成を防止し電解効率を上げる事が
出来る。 このように生成させた金属水酸物は夾雑物を吸
着し、又、これが電解によつて発生するガスによ
つて泡沫状となつて浮上するため除去することが
容易となる。またさらに遠心分離機等で分離する
ことも分離効率がよくなり極めて透明な抽出処理
液が得られる。 以上のようにして得られた植物抽出処理液はPH
が８〜９を示すので、塩酸、酢酸等で中和し、そ
のまま濃縮乾固すれば、目的成分を得ることが出
来る。さらに精製を必要とする場合には、処理液
をイオン交換樹脂や吸着樹脂、又は活性炭等によ
り塩類やわずかに残つた色素分を除去することが
出来、精製が極めて簡単に出来る。なお、夾雑物
を吸着した吸着粒子が小さいときは電解後酸ない
し塩基により、PHを調節することにより粒子の拡
大をはかり、沈澱過の促進を行うことが可能で
あり、有効である。 本発明では、対象とする植物抽出溶液中に生成
させた吸着剤が極めて有効に働いていることを特
徴としている。すなわち本発明の方法は、市販品
のような金属水酸化物等のパウダー状の化合物を
用いて処理する方法よりも有効に作用しておりこ
れは、対象とする溶液中において生成されたばか
りの金属水酸化物が極めて吸着活性が高いため、
吸着量が大きくなることによるためと思われる。
又電解法によつて処理する場合は、生成した金属
水酸化物に夾雑物が吸着し、大きく成長すると同
時に発生ガスによつて浮上し、分離作用が起つ
て、対象抽出液を極めて清浄なものにしている。 本発明において、植物抽出溶液を処理すれば、
ほとんどの夾雑物が除去され、目的成分が除去さ
れずに処理液中に残ることを特徴としており、
又、処理液中の他の成分としては、わずかに残つ
た色素成分と塩類であるが、これをさらにイオン
交換樹脂や吸着樹脂等で処理する場合において
も、ほとんどの夾雑物が除かれているため樹脂に
対する負荷が小さく、劣化、消耗を少なくしてい
る。 本発明において、植物抽出溶液中の夾雑物が除
去される機構は、まだ詳しく研究されていない
が、植物抽出溶液中には目的とする有効成分以外
に極めて多くのタンニン等のポリフエノール類、
蛋白質、クロロフイル等の成分が同時に抽出され
て含まれている。特にタンニン類は抽出液を黒褐
色とし、植物の精製過程につきまとう、やつかい
な物質であるが、本発明においては、抽出溶液中
に生成された吸着剤が有効に働き吸着し、除去し
ているものと推定される。すなわち本発明で十分
に処理された溶液の紫外部吸収スペクトルには、
ポリフエノール類や蛋白に由来する吸収が消失し
ていることからも裏付られている。 本発明では、植物抽出液中に含まれる夾雑物
は、該溶液中に生成させた吸着剤で除去され、又
電解処理の場合には夾雑物は浮上分離によつて分
離可能で、これらは、さらに遠心分離、フイルタ
ープレス等で分離すれば固形化して除去出来、植
物体の有効成分の抽出精製と廃水処理を同時に行
うことが出来ることも特徴となつている。従つて
改めて廃水処理を行う必要がなく、抽出精製工程
の短縮化が出来、経済的メリツトの大きな方法で
ある。 本発明方法、特に電解処理法は、精製の制御を
可能としているため、従来連続化が難しかつた植
物の抽出精製に対し容易に連続化出来ることを特
徴としている。 以下実施例および比較例をもつて本発明を説明
する。なお、実施例は、本発明の理解を深めるた
めのもので、本発明は、この実施例によつてなん
ら限定されるものではない。 実施例 １ ステビアの乾燥葉400ｇを水10を用い80℃に
て30分間抽出し遠心分離により約９の黒褐色抽
出液を得た。この抽出液の0.5に１ｇのNaClを
加え、13×７cmのアルミニウム板を正負両極に用
い極間５cm、電流2Aにて10分、30分、60分電解
したところ黒褐色の夾雑物は、電解で生成した水
酸化アルミニウムに吸着し、発生するガスにより
浮上した。紙により固形分を分離したところも
との抽出液に対し著しく脱色された処理液を得
た。本処理液中の夾雑物に由来する呈色成分を紫
外部スペクトルにより測定し、又、ステビオサイ
ド類の甘味成分を薄層クロマト自動検出機（ヤト
ロン社製、イヤトロスキヤンTFG―10）にて定
量し、さらに全固形分濃度を乾燥重量法にて求め
た結果を（表―１）に示した。（表―１）の結果
からもわかるように、本発明の電解処理法によれ
ば脱色率は極めて高く、又目的成分であるステビ
オサイド類の処理液中の濃度は、処理前とほとん
ど変りなく、さらに薄層クロマトグラフイの結
果、電解による甘味成分の化学的変化は無いこと
が判明した。但し、除色率は、１／100に希釈し
た液について、32.5nmの吸光度を測定し、もと
の抽出液の吸光度に対し、処理液の吸光度の減少
率をもつて表わした。 すなわち、 除色率（％） ＝抽出液の吸光度−処理液の吸光度／抽出液の吸光度
×100 である。 実施例 ２ 実施例１で得られた処理液各450mlをイオン交
換樹脂アンバーライト1R―120H 50ml、1RA―
410100mlの混合樹脂をつめた20mmφ、200mlのカ
ラム中を通過させ残留する塩類を除去した。貫流
液の全固形分濃度、除色率、甘味成分濃度を実施
例１と同様にして求めた結果を（表―１）に示し
た。 実施例 ３ 実施例１と同じ条件で得たステビア抽出液に対
し、正負両電極にアルミニウム、及び鉄を用い、
電解質としてNaCl，NH₄Cl Na₂CO₃を用い濃度
２ｇ／にて、1.5A、30分間、10秒間隔のPR電
解を行つた後の処理液の除色率を測定した。（表
―２）にその結果を示したが、電極としてはアル
ミニウムが特に優れ、電解質としてはNaClが最
適である事を示している。 実施例 ４ 実施例１と同じ条件で得たステビア抽出液の１
に対し、該溶液中で生成させる金属水酸化物が
所定の量になるように、Al₂（SO₄）₃18aq，
NaAlO₂、FeCl₃゜ 6H₂Oおよび比較としてMgCl₂゜
6H₂O，CaCl₂゜ 2H₂Oをそれぞれ加え、を加え、
NaAlO₂については6N塩酸を用い他は6N水酸化
ナトリウムを用いて所定のPHに撹拌しながら調整
し１時間後夾雑物を吸着した水酸化物を別して
得た処理液の除色率を求めた結果を、比較例１と
ともに（表―３）に示した。尚所定のPHとは、
Al（OH）₃は７，Mg（OH）₂は10，Ca（OH）₂は
11.5，Fe（OH）₃は11.5である。 比較例 １ 実施例４と同じ抽出液各１に対し、市販試薬
を用いAl（OH）₃，Mg（OH）₂，Ca（OH）₂を実施例
４において生成させた水酸化物の10倍量づつ加え
撹拌し、１時間後別し、液の除色率を測定し
た。 実施例 ５ ステビアの乾葉１Kgを水25を用いて、80℃に
て30分間抽出し遠心分離して抽出液約20を得
た。この抽出液10に対しNaCl24ｇを加え、15
の電解槽内で、24×18cmのアルミニウム板を正
負両極に用い、10秒切換のPR電解法にて5A、７
時間処理を行つた液を遠心分離し、この液をイオ
ン交換樹脂アンバーライト1R120H1、1RA―
410，２の混合樹脂カラム中をSV2で通過させ
貫流液を濃縮乾固した結果、微黄色のStevioside
類34ｇを得た。用いた抽出液に対し甘味成分の回
収率は85％であつた。 実施例 ６ 実施例５で得た抽出液10に対しNaAlO₂48ｇ
を撹拌しながら加え、濃塩酸約48mlにてPH７に調
整し、１夜放置後別し処理液約８を得た。こ
の液を実施例５と同じイオン交換樹脂カラムで処
理し、濃度乾固した結果、微黄色のスラビオサイ
ド類粉末約32ｇを得た。回収率は80％であつた。

【表】

【表】

【表】

【表】 実施例 ７ 甘草の乾燥根100ｇを水0.7を用い50℃で24時
間浸漬し、褐色の抽出液を得た。この抽出液0.5
にNaCl1ｇを加え、13×７cmのアルミニウム板
を正負両極に用い極間５cm、電流1.5Aにて30分
電解し、紙により固形分を分離したところ透明
な処理液を得た。さらにこの液をイオン交換樹脂
1R―120H50ml、1R―410、100mlを含む混合樹脂
カラムを通過させた後、50ml迄濃縮してシロツプ
を得た。甘味成分Glycyrrhizinの損失はほとんど
なくまた成分の化学的変化はなかつた。 実施例 ８ 甘茶の乾燥葉300ｇを50℃の水1.5で24時間浸
漬し黒褐色の抽出を得た。この抽出液の0.5を
用い実施例７と同条件で45分電解し、過したと
ころ、微黄色透明な処理液を得た。又、他の抽出
液0.5にAl₂（SO₄）₂18aq5ｇを加え、6N水酸化ナ
トリウムにて中和し生成した水酸化アルミニウム
に夾雑物を吸着させ、これを別し微黄色透明な
処理液を得た。除色率は前者が98.3％、後者が
98.1％で、両者とも甘味成分phyllodulcinの損失
はほとんどなく、成分の化学的変化はなかつた。 実施例 ９ 煎茶200ｇを熱水1.5で１時間撹拌しながら抽
出し過後、褐色の抽出液1.3を得た。この液
に２ｇのNaClを加え、13×14cmのアルミニウム
板を正負両極に用い、極間５cm、電流3.5Aにて、
±10秒のPR電解を45分間行つた後、別したと
ころ透明な処理液1.2を得た。この処理液にク
ロロホルム0.4を加え抽出し蒸留して結晶を析
出させたところ、3.5ｇの白色粉末状カフエイン
類を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ステビア抽出液500mlに塩類２ｇ／
を加え、130×70cmアルミニウム電極、1.5A，
1.65A／ｄm²、PR電解法による除色率および、
鉄電極、1.5A，1.65A／ｄm²PR電解法による除
色率を示す。なお、鉄電極を用いたときは、電解
時間30分の除色率と、それをPH２へ調整した過
液の除色率を示す。第２図は、ステビア抽出液に
金属塩を加え、溶液内にて水酸化物を生成させた
ときの除色率を示す。第３図は、ステビア抽出液
に市販試薬を用いたときの除色率を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 植物からの抽出成分を含む抽出溶液中で生成
   させたアルミニウムもしくは鉄の水酸化物を吸着
   剤として夾雑物を除去することを特徴とする植物
   成分の抽出・精製法。 ２ アルミニウムもしくは鉄の水酸化物を当該金
   属を電極とする電解法により生成させる特許請求
   の範囲第１項記載の植物成分の抽出・精製法。 ３ アルミニウムもしくは鉄の水酸化物を当該金
   属の金属塩を抽出溶液中に加えることにより生成
   させる特許請求の範囲第１項記載の植物成分の抽
   出・精製法。