(57)【要約】【課題】海苔からのポルフィラン抽出時のエネルギーコストを低減し、簡単な操作でより高ポルフィラン含有率、高抽出率のポルフィラン及び、低タンパク質含有率のポルフィラン液を得る抽出方法を提供すること。【解決手段】海苔を水処理して不純物を取り除き、固液分離した残渣に、有機酸を添加した水溶液を抽出液として、低温度域でポルフィランを抽出し、固液分離してポルフィラン抽出液を得る。【特許請求の範囲】
【請求項１】
海苔を水処理後固液分離して得られた残渣に抽出液として酸の水溶液を添加して抽出することを特徴とするポルフィランの抽出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の抽出に用いる酸が有機酸で、残渣に対して３重量倍以上のｐＨが２〜４．５の範囲の有機酸水溶液中に４０〜６０℃の温度で、１２時間以上浸漬して抽出することを特徴とするポルフィランの抽出方法。
【請求項３】
請求項１及び２に記載の方法で抽出してなる水溶液中のポルフィラン含有率が５８重量％以上、タンパク質含有率が１．５重量％以下であるポルフィラン抽出物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は海苔からのポルフィランの抽出方法に関するものである。ポルフィラン抽出時のエネルギーコストを低減し、簡単な操作でより高ポルフィラン含有率かつ高ポルフィラン抽出率な海苔からのポルフィラン抽出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  ポルフィランは、紅藻類のアマノリ属の藻体から抽出され、ガラクトースおよびガラクトース誘導体（３，６−アンヒドローガラクトース、６−ｏ−メチルーＤ−ガラクトース）からなり、構造上は寒天に類似しているが、Ｌ−ガラクトース６−硫酸が多い。この硫酸高分子多糖であるポルフィランは、水溶性食物繊維で、海苔の乾燥重量の約３０重量％を占めるとされる。
現在、水産業にとって重大な課題となっている色落ち海苔と呼ばれる低品質海苔を原料とすることが可能なため、ポルフィランの製造は未利用資源の有効利用にも寄与できる。
ポルフィランの特長として、ゲル形成能（脱硫酸処理）、金属吸着能、ヒアルロニダーゼ阻害活性、抗腫瘍活性、免疫賦活作用、両親媒性等が知られており、有効な生理活性物質として注目されつつあり、食品、化粧品あるいは医薬品など、様々な分野での利用が期待されている。【０００３】  このポルフィランの抽出方法、製造方法としては、従来よりいくつかの方法が開示されている。
アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩及び水溶性有機溶媒によりアマノリ属の熱水抽出物からポルフィランの沈澱を生成させる方法（特公平８−８４１号公報）、アマノリ属の熱水抽出液を水酸化ナトリウム添加後、沈澱剤を添加し、エタノールで再沈殿してポルフィランを精製する方法（特開平１０−６０００２号公報）、アマノリ属の熱水抽出液を酢酸又は酢酸塩（ｐＨ調整）で処理した後、エタノールで沈殿してポルフィランを製造する方法（特開平１０−６０００３号公報）、アマノリ属の藻体を２０倍量の蒸留水で熱水抽出後、アルコール分画、サイズ排除クロマトグラフィー、さらに親油性物質の表面に吸着させてポルフィランを分離精製する方法（特開平１１−３１０６０３号公報）、アマノリ属藻体乾燥物にエタノールを加えて洗浄処理し、残留した固形分に水を加えて熱水抽出後、濃縮し、その濃縮液に塩酸又は乳酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩を添加後、エタノール分画してポルフィランを製造する方法（特開２００４−２７１９２号公報）、板海苔を熱水抽出後、限外ろ過により濃縮を行い殺菌した濃縮液をスプレードライヤ方式噴霧乾燥により粉末化してポルフィランを製造する方法（特開２００５−１２０１９３号公報）、乾燥海苔を密閉容器に入れて加熱蒸し処理を行い、その後、水を加えて容器内で浸漬後、セラミックフィルターで濃縮しスプレードライヤ方式噴霧乾燥により粉末化してポルフィランを製造する方法（特開２００７−１８６５５２号公報）等が知られている。また、抽出液で抽出する前段階として、海苔を水に浸漬させ、連続的に水をかけ流して夾雑物質を除去する工程が開示されている。（特開２００５−３４１８０６号公報）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平８−８  ４  １号公報
【特許文献２】特開平１０−６０００２号公報
【特許文献３】特開平１０−６０００３号公報
【特許文献４】特開平１１−３１０６０３号公報
【特許文献５】特開２００４−２７１９２号公報
【特許文献６】特開２００５−１２０１９３号公報
【特許文献７】特開２００５−３４１８０６号公報
【特許文献８】特開２００７−１８６５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  従来から用いられている海苔からのポルフィラン抽出の方法は、いずれも熱水抽出である。熱水抽出は、高温での抽出処理のためコストが高く、抽出物中のタンパク質量が多いため精製には煩雑な処理工程を必要し、工業的生産には困難さがある。さらに、エタノールを用いて沈殿分離する方法もあるが、高コストとなる。
ポルフィランの工業的な生産にあたり、低コストで、高ポルフィラン含有率のポルフィラン溶液を得るための新しい抽出技術が求められている。
そこで、低コストで、タンパク質含有率が低くてポルフィラン含有率が高く、しかも高抽出率なポルフィランの抽出方法を提案する。以下、本発明を詳述する。本発明におけるポルフィラン含有率とは、抽出液を蒸発乾固して得られる固形分に占めるポルフィランの割合を重量百分率で表し、ポルフィラン抽出率とは、原料である乾燥海苔に対して抽出液中に抽出されたポルフィランの割合を重量百分率で表した。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明は、海苔を水処理後、固液分離して得られた残渣を酸溶液で抽出することを特徴とするポルフィランの抽出方法である。
即ち本発明は、
（１）海苔を水処理後固液分離して得られた残渣に抽出液として酸の水溶液を添加して抽出することを特徴とするポルフィランの抽出方法。
（２）上記の抽出液が有機酸の水溶液で、上記（１）に記載の抽出に用いる酸が有機酸で、残渣に対して３重量倍以上のｐＨが２〜４．５の範囲の有機酸水溶液中に４０〜６０℃の温度で、１２時間以上浸漬して抽出することを特徴とするポルフィランの抽出方法。
（３）上記（１）及び（２）に記載の方法で抽出してなる溶液中のポルフィラン含有率が５８ｗｔ％以上で、タンパク質含有率が１．５ｗｔ％以下のポルフィラン抽出物である。【０００７】  まず、前処理工程としての水処理について説明する。水処理の目的はポルフィランを抽出する前にまずフィコエリトリン（色素タンパク質）などの水溶性物質を除去し、ポルフィラン抽出時の夾雑物を低減するために行う処理であり、本発明の特徴の一つである。水処理は、温度が４〜４０℃、乾燥海苔重量に対して１０倍以上の重量の水で５時間以上撹拌することで行う。処理の方法はバッチ式でも、かけ流しによる連続的に行う方法でも行うことができるが、バッチ式の方が確実に夾雑物質を除去することができるので好ましい。この場合、水処理時に設定した温度は、この温度条件ではポルフィランは殆ど抽出されず、色素や無機塩の水溶性物質などが除去できる特徴がある。４℃未満では、酸抽出の際、タンパク質量が増加し、４０℃を超えると、ポルフィランが溶出される問題がある。水の添加量が海苔重量あたり１０倍未満であると水溶性物質の除去が不十分となり、上限に関しては特に限定しないが、１００倍程度の添加量までで十分である。処理時間の上限については特に限定しないが、ポルフィラン抽出時間の短縮のために２４時間程度までが好適である。処理時間が短時間であると水溶性物質の除去が不十分になるため５時間以上が好ましい。バッチ処理の場合の処理回数は、回数が増えるにつれ抽出物のポルフィラン抽出率は上昇するが、操作の反復は時間とコストがかかるため多くの水溶性物質を除去できる２回程度が好ましい。抽出液から残渣の回収方法は、遠心分離機、フィルタープレス等の一般的な固液分離方法を用いることができる。【０００８】  次にポルフィランの抽出方法について説明する。抽出液にｐＨが２〜４．５の範囲の濃度の有機酸水溶液を使用し、温度が４０〜６０℃、海苔残渣に対して３重量倍以上で、１２時間以上浸漬して抽出する。無機酸の場合は、抽出ポルフィラン中のタンパク質や不純物の抽出量が増えるので好ましくない。また、酸抽出温度が６０℃を超えると褐変し、タンパク質などの不純物の量も増加する。４０℃未満ではポルフィラン抽出率が低下する。有機酸の添加量は、残渣に対して３重量倍以上でポルフィラン抽出率、ポルフィラン含有率が上昇する。抽出時間の上限については特に限定しないが、ポルフィラン抽出時間の短縮のために７２時間程度までが好適である。１２時間未満であるとポルフィラン抽出率が低下する。【０００９】  有機酸として用いることができる酸の種類は、水溶性のギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、フタル酸、ピルビン酸、シュウ酸、乳酸、酒石酸、マレイン酸、フマル酸、マロン酸、コハク酸、リンゴ酸、クエン酸、アコニット酸、グルタル酸、アジピン酸、アミノ酸、Ｌ−アスコルビン酸などがあるが、低濃度で抽出できる有機酸の使用により、高ポルフィラン含有率、抽出率の高いポルフィランが得られ、食品や化粧品に応用可能なクエン酸、リンゴ酸、酢酸、乳酸から選ばれた有機酸が好適である。【００１０】  抽出液としての有機酸水溶液のｐＨは２〜４．５の範囲が好適である。有機酸水溶液の濃度は、概ね０．０���８〜０．４ｗｔ／ｖｏｌ％の範囲で、この範囲以外の条件では、ポルフィラン抽出液の固形分中のタンパク質含率が１％を超え、ポルフィラン抽出率は１０％未満と低下する。この段階で本発明の抽出物は、ポルフィラン含有率が５８重量％以上で、タンパク質含有率が１．５重量％以下の物性値が得られる。この抽出物は、従来の方法の熱水抽出方法と比較して、ポルフィラン抽出率は１．５倍以上、タンパク質含有量が半分以下である（比較例１）。また、ポルフィラン含有率に関して、本発明の抽出液中のポルフィラン以外の組成は殆ど有機酸のため、本発明の抽出物の方が不純物の少ないポルフィラン抽出液が得られたことになる。【００１１】  本発明で得られたポルフィラン抽出液は、さらに活性炭などを用いる脱臭工程、分画膜や透析膜などによるポルフィラン溶液中に含まれる酸の除去工程などの処理を行い、高ポルフィラン含有率の精製ポルフィラン溶液にすることができる。また、ポルフィラン溶液の濃度を上げる濃縮工程、スプレードライヤや凍結乾燥等による乾燥工程を加える事により固体形態にする事も可能であり、その用途に応じて様々な形態のポルフィランを提供できる。ポルフィランの用途としては、化粧品、健康食品、食品、食品添加物等に利用できる。
【発明の効果】
【００１２】  海苔からポルフィランを抽出するにあたり、本発明の低濃度の有機酸水溶液を抽出液とする本発明の抽出法は、従来の方法の温水、熱水中で抽出する方法よりもポルフィラン含有率が高く、タンパク質含有率が低いポルフィランを効率良く得ることができ、製造コストも削減ができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】  本発明を実施するための具体的方法を、以下の実施例と比較例により詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】  原料となる海苔は、板海苔で、２００８年度兵庫県産の色落ちした海苔を使用した。海苔４００ｇをシュレッダーで粉砕後、２５倍量となるよう水を加え、１０℃、２４時間、７０ｒｐｍで撹拌した。その後、遠心分離機（コクサンＨ−１１０Ａ）を用いて１０分、２５００ｒｐｍ、５７０×ｇで固液分離し、固形分（乾燥重量約４００ｇ）の２５倍量の水を加え１０℃、１時間、７０ｒｐｍで撹拌した。その後、１０分、２５００ｒｐｍ、５７０×ｇで固液分離し、固形（残渣）４２２８．５ｇ（水分率＝９０．５％）得た。液体には多量の色素タンパク質フィコエリスリンが含まれておりその利用も考えられる。
この残渣５０ｇに対して、クエン酸、リンゴ酸、酢酸、フマル酸、乳酸、酒石酸、コハク酸、アジピン酸、アスコルビン酸の各０．１ｗｔ／ｖｏｌ％の有機酸溶液をそれぞれ加え、容器にラップをして乾燥機（ＳＡＮＹＯ  ＭＯＶ−２１２Ｆ（Ｕ））で５０℃、２４時間抽出を行った。その後、１０分、２５００ｒｐｍ、５７０×ｇで固液分離し、ポルフィラン溶液を得た。得られたそれぞれのポルフィラン溶液についてポルフィラン抽出率、ポルフィラン含有率、タンパク質含有率を測定した。
【比較例１】
【００１５】  実施例１で調製した水処理後の残渣５０ｇに対して５倍量の水を加え、容器にラップをして乾燥機で５０℃、２４時間抽出を行った。その後、１０分、２５００ｒｐｍ、５７０×ｇで固液分離し、ポルフィラン溶液を得た。得られたポルフィラン溶液についてポルフィラン抽出率、ポルフィラン含有率、タンパク質含有率を測定した。
【比較例２】
【００１６】  残渣５０ｇに対して５倍量のｐＨ３．０に調整した塩酸を加え、容器にラップをして乾燥機で５０℃、２４時間抽出を行った。その後、１０分、２５００ｒｐｍ、５７０×ｇで固液分離し、ポルフィラン溶液を得た。得られたポルフィラン溶液についてポルフィラン抽出率、ポルフィラン含有率、タンパク質含有率を測定した。
【比較例３】
【００１７】  残渣に対して５倍量の水を加えオートクレーブ（ＡＤＶＡＮＴＥＣ  ＦＣ−６１０）により１２１℃、３０分および６０分熱水抽出を行った。その後、１０分、２５００ｒｐｍ、５７０×ｇで固液分離し、ポルフィラン溶液を得た。得られたポルフィラン溶液についてポルフィラン抽出率、ポルフィラン含有率、タンパク質含有率を測定した。
【００１８】  （分析方法）
酸抽出後の溶液（酸を含む）を用いて、ポルフィラン含有率、タンパク質含有率、ポルフィラン抽出率を以下の方法で算出した。また、水処理した残渣の水分率の計算式を以下に示した。
（ａ）ポルフィラン含有率（重量％）
ポルフィラン含有率は、フェノール−硫酸法によって測定し、あらかじめガラクトースを用いて作成した検量線より得られた濃度を用いて固形分あたりのポルフィランの含有率を算出した。
（ｂ）タンパク質含有率（重量％）
タンパク質の含有量は、Ｂｒａｄｆｏｒｄ法によって測定し、あらかじめ牛血清アルブミン（ＢＳＡ）を用いて作成した検量線より得られた濃度を用いて固形分あたりのタンパク質含有率を算出した。
（ｃ）ポルフィラン抽出率（重量％）
秤量瓶に抽出液を秤量し、８０℃で乾固後重量測定し、固形分量を算出し、乾燥海苔あたりに換算した（＝全固形分抽出率（重量％））。さらに（ａ）のポルフィラン含有率よりポルフィランの抽出率を算出した。
ポルフィラン抽出率＝全固形分抽出率×ポルフィラン含有率／１００
（ｄ）残渣の水分率（重量％）
残渣の水分率＝（残渣（ｇ）−乾燥海苔（ｇ））／残渣（ｇ）×１００
【００１９】  表１に上記の実施例１及び比較例（１〜３）で得られた抽出液より分析し算出したポルフィラン抽出率とポルフィラン含有率とタンパク質含有率を示す。この結果、実施例１の各種有機酸抽出では固形分中のタンパク質含有率は１．５重量％以下と低く、ポルフィラン含有率は５８〜７０重量％と高い結果となった。一方比較例の、塩酸のような無機酸や従来のような熱水抽出方法ではタンパク質含有率が多く、ポルフィラン抽出率も低い。
【００２０】
【表１】
2010215881.tif 000002
【実施例２】
【００２１】（リンゴ酸による抽出時間の検討）
実施例１と同様にして水処理を行った液から固液分離し、固形（残渣）を得た。この残渣に対して５倍量の０．１３４ｗｔ／ｖｏｌ％リンゴ酸溶液を加え、容器にラップをして５０℃、５、１５、２４、４４、７２時間抽出を行った。その後、１０分、２５００ｒｐｍ、５７０×ｇで固液分離し、ポルフィラン溶液を得た。得られたそれぞれのポルフィラン溶液についてポルフィラン抽出率、ポルフィラン含有率を測定した。
表２に各抽出時間におけるリンゴ酸抽出液を分析し算出したポルフィランの抽出率とポルフィラン含有率を示す。この結果、ポルフィラン含有率は全て５８重量％以上で、抽出時間の増加に伴い、ポルフィラン抽出率が上昇した。【００２２】
【表２】
2010215881.tif 000003
【実施例３】
【００２３】  （リンゴ酸の濃度による抽出検討）
実施例２で得られた水処理後の残渣に対して５倍量の０．０１３４，０．０５０１，０．０６７０，０．１３４ｗｔ／ｖｏｌ％のリンゴ酸溶液を加え、容器にラップをして５０℃、２４時間抽出を行った。その後、１０分、２５００ｒｐｍ、５７０×ｇで固液分離し、ポルフィラン溶液を得た。得られたそれぞれのポルフィラン溶液についてポルフィラン抽出率、ポルフィラン含有率、タンパク質含有率を測定した。
表３に、各濃度におけるリンゴ酸溶液を分析し算出したポルフィラン抽出率とポルフィラン含有率とタンパク質含有率を示す。その結果、抽出液のｐＨが４．５を超えると抽出物のタンパク質含有率が２重量％近くになり、さらにポルフィラン含有率は低下する。抽出液のｐＨが４．５未満では、抽出物のタンパク質含有率が１．５重量％以下となった。【００２４】
【表３】
2010215881.tif 000004
【実施例４】
【００２５】  原料となる海苔は、板海苔である。２００８年度兵庫県産の色落ちした海苔を使用した。海苔４００ｇをシュレッダーで粉砕後、２５倍量となるよう水（合計１０ｋｇ）を加え、１０℃、２４時間、７０ｒｐｍで撹拌した。その後、遠心分離機（タナベウィルテック上部排出型）を用いて１０分、２１００ｒｐｍ、９４０×ｇで固液分離し、固形分の２５倍量の水を加え１０℃、１時間、７０ｒｐｍで撹拌した。その後、１０分、２１００ｒｐｍ、９４０×ｇで固液分離し、固形分として３９００ｇの残渣を得た（水分率＝８９．７％）。この残渣１２７０ｇに対して５倍量の０．１３６ｗｔ／ｖｏｌ％リンゴ酸溶液５０９０Ｌを加え、容器にラップをして乾燥機で５０℃、２４時間抽出を行った。その後、１０分、２１００ｒｐｍ、９４０×ｇで固液分離し、ポルフィラン溶液４５０６Ｌを得た。そのポルフィラン溶液中のポルフィラン濃度は、０．４１３ｗｔ／ｖｏｌ％で、固形分中のポルフィラン含有率、タンパク質含有率、ポルフィラン抽出率はそれぞれ６６．１重量％、０．６８２重量％、１７．６重量％であった。【００２６】  抽出した固形分には、添加した酸の量より算出した有機酸が１９〜３０重量％含まれている。実施例４で得られたポルフィラン溶液（添加量をもとに算出した固形分中の有機酸含有率：１９．９重量％）を用いて電気透析（ＡＳＴＯＭ製  ＭＩＣＲＯ  ＡＣＩＬＹＺＥＲ  Ｓ３、カートリッジ：ＡＣ２２０−５５０）を６０分、９Ｖで行った。結果、そのポルフィラン溶液中のポルフィラン濃度は、０．４１３ｗｔ／ｖｏｌ％で、固形分中のポルフィラン含有率、タンパク質含有率はそれぞれ９４．７重量％、０．６７１重量％であった。本発明より抽出したポルフィラン溶液を電気透析することにより、高ポルフィラン含有率なポルフィラン溶液を得ることができる。