(57)【要約】【課題】減圧マイクロ波水蒸気蒸留法により得られる竹の水溶性画分中のホルムアルデヒドやメタノール等の有害物質の含有量が低く抑えられた竹の水溶性画分の製造方法を提供することである。【解決手段】竹にマイクロ波を照射して加熱することで気体状の蒸留物を得、次いでこの気体尾を冷却して液体状の蒸留物とする竹の水性画分の製造方法において、竹は生育期間が２年以上経過したものであることを特徴とする竹の水溶性画分の製造方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
竹にマイクロ波を照射して加熱することで気体状の蒸留物を得、次いでこの気体を冷却して液体状の蒸留物とする竹の水溶性画分の製造方法において、
前記竹は、生育期間が２年以上経過したものであることを特徴とする竹の水溶性画分の製造方法。
【請求項２】
蒸留が１０〜９０ｋＰａの減圧下で行われることを特徴とする請求項１記載の竹の水溶性画分の製造方法。
【請求項３】
水溶性画分は、ホルムアルデヒドの含有量が０．６ｐｐｍ以下、且つメタノールの含有量が８ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の竹の水溶性画分の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
減圧マイクロ波水蒸気蒸留法により得られる竹の水溶性画分の製造方法に関し、詳しくは、ホルムアルデヒドやメタノール等の有害物質が少ない竹の水溶性画分の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、イネ科マダケ属の植物であるマダケ、モウソウチク、ハチク等（以下、これらを総称して「竹」と称する）には様々な効能があることが知られ、竹に含まれる成分を抽出し、利用することが検討されている。例えば、特許文献１には、竹を常圧加熱水蒸気で処理して発生する加水分解生成物の蒸気を冷却・凝縮して得られる抽出液を抗菌剤等に利用することが記載されている。
【０００３】
特許文献２には、竹をアルコール等の水系溶媒によって抽出して得られる抽出液から水系溶媒を除去した乾固物を水に溶解させた水溶性画分を抗ウイルス剤として利用することが記載されている。特許文献３には、青竹の粉砕物を水に浸漬して得られた抽出物を減圧蒸留して得られた竹抽出液を皮膚、頭皮等の化粧水に利用することが記載されている。
【０００４】
また、特許文献４には、竹を収容した収容部内を減圧した状態でマイクロ波を照射し、加熱された竹より気化した成分を冷却して液化する方法（減圧マイクロ波水蒸気蒸留法）が記載されている。この方法は、竹等の植物に含まれる水分を抽出の溶媒として利用し、竹の水溶性画分を得る方法であり、アルコール等の有機溶媒を利用する抽出方法に比べて環境負荷が小さく、また減圧下の処理により低温抽出が可能なためエネルギーコストが低いという特徴を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１３５７４９
【特許文献２】特開２０１１−４６６３６
【特許文献３】特開２０１７−３１１１０
【特許文献４】特開２０１４−２４７９６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、減圧マイクロ波水蒸気蒸留法により竹から水溶性画分を得た場合、水溶性画分中にホルムアルデヒドやメタノールが検出されることがある。ホルムアルデヒドやメタノールは、人体に悪影響を与える恐れがあるとして様々な分野でその管理基準が定められている物質である。
【０００７】
例えば、減圧マイクロ波水蒸気蒸留法により得られた竹の水溶性画分を化粧品原料として利用する場合、医薬品医療機器等法の規定に基づき厚生労働省が告示する化粧品基準に合致する必要がある。
【０００８】
また、抗菌剤や抗ウイルス剤等のその他の分野に利用する場合であっても、ホルムアルデヒドやメタノールは毒性や発がん性の恐れがある為、人体への影響を考慮するとその含有量は少ない方が望ましい。このため、竹の水溶性画分中にホルムアルデヒドやメタノール等が一定量含まれる場合、これらの成分を水溶性画分中から選択的に除去することが必要となるケースがある。
【０００９】
しかしながら、竹の水溶性画分からホルムアルデヒドやメタノール等の有害物質のみを選択的に除去することは非常に困難である。例えば、吸着剤等を用いて水溶性画分中に含まれるホルムアルデヒドやメタノールを除去しようとすると、これらと一緒に抗菌性や抗ウイルス性等に寄与する有効成分までもが除去されてしまう恐れがある。よって、減圧マイクロ波水蒸気蒸留法により得られる竹の水溶性画分中に含まれるホルムアルデヒドやメタノールの絶対量を低下させる必要がある。
【００１０】
本発明はこのような問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、減圧マイクロ波水蒸気蒸留法により得られるホルムアルデヒドやメタノール等の有害物質の含有量が低く抑えられた竹の水溶性画分の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、原料の竹として、所定の生育期間を経過したものを使用することにより、得られる水溶性画分に含まれるホルムアルデヒドやメタノールの含有量を低く抑えられることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
本発明によれば、
（１）竹にマイクロ波を照射して加熱することで気体状の蒸留物を得、次いでこの気体を冷却して液体状の蒸留物とする竹の水溶性画分の製造方法において、前記竹は、生育期間が２年以上経過したものであることを特徴とする竹の水溶性画分の製造方法が提供され、
（２）蒸留が１０〜９０ｋＰａの減圧下で行われることを特徴とする（１）記載の竹の水溶性画分の製造方法が提供され、
（３）水溶性画分は、ホルムアルデヒドの含有量が０．６ｐｐｍ以下、且つメタノールの含有量が８ｐｐｍ以下であることを特徴とする（１）又は（２）記載の竹の水溶性画分の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の製造方法によれば、原料として生育期間が２年以上経過した竹を用いることにより、減圧マイクロ波水蒸気蒸留法にて蒸留して得られた竹の水溶性画分中に含まれるホルムアルデヒド及びメタノール等の有害物質を低く抑えることができる。よって、本発明の製造方法によって得られた竹の水溶性画分は、ホルムアルデヒドやメタノール等の有害物質の除去などを行うことなく、化粧品や抗菌剤及び抗ウイルス剤などの特定の分野へ適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明において使用するマイクロ波減圧蒸留装置の構成を模式的に示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［竹の水溶性画分の製造方法］
以下、本発明の竹の水溶性画分の製造方法に係る好ましい実施形態について図面を参照し、説明する。
【００１６】
図１は、本発明に用いるマイクロ波減圧蒸留装置の一例の概略図を示している。図１において、１はマイクロ波減圧蒸留装置、２は蒸留槽、３はマイクロ波加熱装置、４は気流流入管、５は蒸留物流出管、６は冷却装置、７は加熱制御装置、８は減圧ポンプ、９は圧力制御弁、１０は圧力制御装置、１１は蒸留対象物（竹）、１２は蒸留物（竹の水溶性画分）をそれぞれ示している。
【００１７】
この装置１では、蒸留対象物１１となる竹を蒸留槽２中に入れ、蒸留槽２の上方に設けられたマイクロ波加熱装置３からマイクロ波を照射して竹を加熱することで、加熱された竹から気体状の蒸留物が発生する。この蒸留槽２は、気流流入管４及び蒸留物流出管５と連通されている。気流流入管４は、空気或いは窒素ガス等の不活性ガスを蒸留槽２に導入するものであり、この気流は、蒸留槽２の下部から導入される。また、蒸留物流出管５は、竹からの蒸留物を蒸留槽２の上部から外に導出するものである。
【００１８】
蒸留槽２内部はこれに取り付けられた温度センサ及び圧力センサ（共に図示せず）により温度及び圧力が測定されるようになっており、加熱制御装置７及び圧力制御装置１０、圧力制御弁９を介してそれぞれ調整されるようになっている。
【００１９】
蒸留物流出管５を介して蒸留槽２から流出した気体状の蒸留物は、冷却装置６により液体に代えられ、蒸留物１２（竹の水溶性画分）として得られる。
【００２０】
当該装置の操作において、上記蒸留槽２内の圧力を、１０〜９５ｋＰａ、好ましくは２０〜８５ｋＰａ、さらに好ましくは３０〜７５ｋＰａ程度として行なえば良く、その際の蒸気温度は４０℃から１００℃になる。圧力が１０ｋＰａ以下では植物中の揮散性成分の蒸気圧上昇が抑制され、また、水蒸気蒸留的要素より、各成分の沸点による減圧蒸留的要素が主となり、沸点の低いものから順に流出してしまうため、水よりも沸点の高い竹成分の抽出は、効率的に行われないという点で好ましくない。また、９５ｋＰａ以上では、試料の温度が高くなるため、エネルギーロスが大きく、試料の酸化も促進されてしまうという点で好ましくない。   
【００２１】
蒸留時間は、０．２〜８時間程度、好ましくは、０．４〜６時間程度、さらに好ましくは０．６〜２時間程度とすれば良い。０．２時間以下では竹中の未抽出成分が多く残存してしまい、８時間以上では試料が乾固に近い状態となってしまうため、抽出効率が低下するという点で好ましくない。  
【００２２】
蒸留槽２内に導入する気体としては、空気でもかまわないが、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス等の不活性ガスが好ましく、その流量としては、1分当たりの流量が、蒸留槽２の０．００１ないし０．１容量倍程度とすれば良い。
【００２３】
ここで、本発明の製造方法においては、減圧マイクロ波水蒸気蒸留法により得られる竹の水溶性画分中のホルムアルデヒドやメタノール等の有害物質の含有量を低く抑える為、原料の竹として生育期間が２年以上経過したものを利用することを特徴とする。
【００２４】
上述したように、竹から減圧マイクロ波水蒸気蒸留法により水溶性画分を得た場合、水溶性画分中にホルムアルデヒドやメタノールが検出されることがある。しかしながら、生竹（切りたての竹）にはホルムアルデヒドやメタノールが含まれるとの諸説はなく、これらは元来竹に含まれていない成分であると推測される。つまり、減圧マイクロ波水蒸気蒸留法により得られた竹の水溶性画分中に含まれるホルムアルデヒドやメタノールは、竹に含まれるセルロース等の炭化水素がマイクロ波を照射されることによって変性し、生成されたものと推測され、これは減圧マイクロ波水蒸気蒸留法における特有の課題である。
【００２５】
そして、本発明者らはこの問題に鑑み鋭意検討した結果、原料の竹として多年生（生育期間２年以上）のものを使用することにより、得られる水溶性画分中のホルムアルデヒドやメタノールの含有量が低く抑えられることを見出したものである。ここで、竹の生育期間が２年以上したものとは、地下茎の節にある芽子が成長したタケノコが地中から生えてから２年以上経過したものをいう。例えば、モウソウチクの場合、３月〜５月にかけてタケノコが地中から生え、それから約２〜３ヵ月で成竹となるが、このような当年生（生育期間２年未満）の竹では得られる水溶性画分中のホルムアルデヒドやメタノールが比較的多い傾向を示す為、成竹となってからさらに約２１〜２２ヵ月以上経過したものを利用する必要がある。
【００２６】
本発明に用いる竹は、生育期間が２年以上であれば特に制限するものではないが、生育期間が１０年を超えた竹は、水分が抜け含水率が低くなることにより、竹の水溶性画分の採取効率が低くなってしまう。本発明に用いる竹の生育期間としては、２年以上１０年以下であることが好ましく、２年以上８年以下であることがより好ましく、３年以上６年以下であることがさらに好ましい。なお、原料としての竹の生育期間は、正確に把握することが好ましいが、その生育期間を正確に把握することは困難である為、簡易的にその生育期間を判別しても良い。例えば、竹は毎年葉替わりする際に古い葉はほんの数ミリ小枝を付けたまま落葉する為、落葉の落ち跡（枝が二股となっている）の数を数えることでその生育期間を把握することができる。具体的には、竹稈の節から生えている枝の根元から先端の間にある落葉の落ち跡の数を数えればよく、落ち跡のないものは１年目、落ち跡が一つのものは２年目、落ち跡が二つのものは３年目であり、落ち跡が二つ以上あるものは生育期間が２年以上であると判断することができる。また、当年生の竹は節に白い粉（アミノ酸の一種であるチロシンとされている）が付着し、節が白く見えるが、年数を重ねるごとに竹の節が黒く変色していく為、竹の節が黒く変色しているものは多年生であると判断することができる。
【００２７】
本発明に用いられる竹とは、イネ科マダケ属の植物である。イネ科マダケ属の植物としては、例えば、モウソウチク、マダケ、ハチク、ホテイチク、キンメイチク、カシロダケ、ヒウガハンチク、シボチク、カタシボ、キッコウチク、ヒメハチク、タイワンマダケ、クロチク、ニタグロチク、ウンモウチク、ウサンチク、インヨウチク等を挙げることができ、これらを単独或いは２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、マダケ、モウソウチク、ハチクであることが好ましく、入手が容易であることからモウソウチクであることが最も好ましい。
【００２８】
本発明において、原料として用いる竹の部位は、特に制限されるものではなく、竹の全部または一部（竹稈、竹皮（表皮）、枝、葉）を用いることができる。竹は、蒸留しやすいように適当な長さに切ったもの、割ったもの、破片、粉末にしたものなどを使用することができ、例えば竹稈を適当な長さに切った後、縦方向に適当な幅で、例えば１〜５ｃｍの幅で割った竹片を原料として用いることができる。本発明においては、特に竹稈部位を好ましく使用することができる。
【００２９】
本発明の製造方法によって得られた竹の水溶性画分は、ホルムアルデヒド及びメタノールの含有量が少なく、例えば、竹の水溶性画分に含まれるホルムアルデヒドは、１．０ｐｐｍ以下であり、好ましくは０．８ｐｐｍ以下であり、より好ましくは０．７ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは０．６ｐｐｍ以下である。竹の水溶性画分に含まれるメタノールは、１０ｐｐｍ以下であり、好ましくは９ｐｐｍ以下であり、より好ましくは８ｐｐｍ以下でありさらに好ましくは７ｐｐｍ以下である。
【００３０】
本発明の製造方法によって得られた竹の水溶性画分は、抗菌性や抗ウイルス性等を示す為、抗菌剤や抗ウイルス剤の有効成分として利用することができる。また、上記効果を求められる食品、試料、化粧品、医薬部外品、医薬品、その他の製品（日用品）の成分として利用することができる。さらに、香気成分を含んでいるため、芳香剤や消臭剤としてそのまま利用することも、他の香料成分を配合して利用することも可能である。
【実施例】
【００３１】
［実施例１乃至４、比較例１乃至４］
表１に示す竹稈を用い、以下のようにして竹の水溶性画分を得た。伐採した竹の竹稈を樹木粉砕機（株式会社大橋製、型番：ＧＡ１３０ＧＨ）で粉砕して竹片を得、次いでこの竹片（約４０ｋｇ）を上述した図１に示すマイクロ波減圧蒸留装置の蒸留槽に投入し、蒸留槽内の圧力を約２５ｋＰａの減圧条件下に保持し、５０分間マイクロ波（出力１２ｋｗ）を照射し蒸留（蒸気温度約６１℃）することで竹の水溶性画分を採取した。なお、竹の水溶性画分の採取は竹の伐採から１週間以内に行った。
得られた竹の水溶性画分中のホルムアルデヒドの含有量をアセチルアセトン法により測定し、メタノールの含有量をガスクロマトグラフにより測定した。その結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
表１に示すように、竹の生育期間が２年以上の多年生のモウソウチクの稈を減圧マイクロ波水蒸気蒸留法にて蒸留して得られた実施例１乃至５の水溶性画分は、水溶性画分中に含まれるホルムアルデヒドの含有量が０．６ｐｐｍ以下であり、メタノールが６．７ｐｐｍ以下であった。一方、竹の生育年数が２年未満の当年生のモウソウチクの稈を減圧マイクロ波水蒸気蒸留法にて蒸留して得られた比較例１乃至５の水溶性画分は、水溶性画分中に含まれるホルムアルデヒドの含有量が０．６〜１．２ｐｐｍであり、メタノールが９．４〜３４ｐｐｍであった。これらの結果から解るように、原料の竹として生育期間が２年以上経過したものを利用することにより、ホルムアルデヒドやメタノール等の有害物質の含有量が低く抑えられた竹の水溶性画分を得ることができる。なお、モウソウチクの伐採時期に拘わらず同様の傾向を示すことから、この結果は植物原料の季節要因とは関係ないものと推測される。
【符号の説明】
【００３４】
１：マイクロ波減圧蒸留装置
２：蒸留槽
３：マイクロ波加熱装置
４：気流流入管
５：蒸留物流出管
６：冷却装置
７：加熱制御装置
８：減圧ポンプ
９：圧力制御弁
１０：圧力制御装置
１１：蒸留対象物
１２：蒸留物
【図１】
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