(57)【要約】【課題】  安全な食品の要求から食品中に含まれる農薬などの抽出、分析が要求されている。超臨界抽出が主流になりつつあるが、抽出成分の劣化、分析の高精度化、分析効率の向上から、多量の食品を同時に抽出することが要求されている。【解決手段】  超臨界流体を用いて試料の抽出を行う超臨界抽出装置１において、超臨界流体を昇圧し恒温槽１１内の調整器７に供給し、調整器７によりバルブを経て超臨界流体を均一に複数の抽出器８ａ〜８ｆに入れ、圧力制御器９で圧力を制御し、恒温槽１１で温度を制御して複数の抽出器で一定時間、同時に抽出した後、抽出器８ａ〜８ｆの出口のバルブを切り替え、キャピラリー管１８ａ〜１８ｆで複数の抽出液を取り出し、その後分析することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超臨界流体を用いて試料の抽出を行う装置において、二酸化炭素などの流体を昇圧し、超臨界流体とし、恒温槽内の熱交換器を経由して調整器に供給し、前記調整器により前記超臨界流体を均一流量で複数の抽出器に供給し、前記複数の抽出器の出口を統合した圧力制御器で抽出圧力を制御し、前記恒温槽で抽出温度を制御して、複数の前記抽出器で試料を一定時間、同時に抽出処理した後、前記複数の抽出器の出口バルブを切り替え、複数のキャピラリー管で、前記複数の抽出器からの複数の抽出液を取り出すことを特徴とする超臨界流体を用いた複数試料の成分の抽出装置。
【請求項２】
前記複数のキャピラリー管の出口を分析装置に接続し、前記複数の抽出液を直接分析することを特徴とする請求項１に記載の超臨界流体を用いた複数試料の成分の抽出装置。
【請求項３】
前記複数の抽出器の入口に前記調整器を設けたことを特徴とする請求項１に記載の超臨界流体を用いた複数試料の成分の抽出装置。
【請求項４】
前記複数の抽出器で抽出した後、前記複数の抽出器の出口バルブを切り替え、前記複数の抽出器から、前記複数のキャピラリー管で、前記複数の抽出液をそれぞれ独立して、取り出すことを特徴とする請求項１に記載の超臨界流体を用いた複数試料の成分の抽出装置。
【請求項５】
複数の試料を個別に複数の抽出器に入れ、抽出装置内に設置し、超臨界流体として用いられる二酸化炭素などの流体を昇温、昇圧し、超臨界流体とし、前記各抽出器に同時に供給し、前記複数の抽出器で前記試料を一定時間同時に抽出処理した後、前記複数の抽出器からの複数の抽出液を個別に同時に採取し、前記複数の抽出液を分析することを特徴とする超臨界流体を用いた複数試料の成分の抽出分析法。
【請求項６】
採取場所、品種、産地等の異なる複数の試料を同時に抽出した後、複数の抽出液を分析することを特徴とする請求項５に記載の超臨界流体を用いた複数試料の成分の抽出分析法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超臨界流体を用いて複数の試料を抽出、分析する抽出装置および超臨界流体を用いた複数の試料の抽出分析法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コーヒー、茶等に含まれる香気成分の評価、化粧品、香水に含まれる揮発成分の評価、食品に含まれる農薬の評価等には、従来、有機溶剤を用いたソックスレー抽出法が用いられていた。
【０００３】
図６は従来の食品に含まれる残留農薬の抽出、分析工程である。従来方法では野菜、果物などの作物を粉砕し、ソックスレー抽出法を用いた溶媒抽出を行った後、溶媒を分離し、塩析法等で脱水する。その後、油性成分を分離し、一定容積の試料を取りガスクロマトグラフ質量分析計、液体クロマトグラフ質量分析計等で分析していた。
【０００４】
しかし、ソックスレー抽出法は、試料に含まれる微量成分を抽出するために、数時間が必要であり、抽出後の有機溶媒を気化して抽出物から分離する操作も、多くの時間を要する。また、抽出、分離工程が複雑など多くの問題がある。そのため超臨界流体による抽出が注目されてきた。
【０００５】
超臨界流体は、流体を、臨界点以上の温度および圧力に保つことにより作ることができる。この超臨界流体を用いて試料中に含まれる成分を抽出する場合、超臨界流体は試料内への拡散力が強く、多くの物質に対して優れた溶解性を示す特徴を利用する。
【０００６】
また、食品中の成分などは、加熱処理など過酷な条件により、成分が分解や変質する恐れがあるが、二酸化炭素などの低臨界点の流体による超臨界抽出では、これらの問題も無いことから、食品中に含まれる成分の抽出に広く利用されつつある。抽出された成分は、ガスクロマトグラフ質量分析計、液体クロマトグラフ質量分析計などで分析されている。
【０００７】
近年、環境問題や健康に対する関心が高まっており、有機栽培野菜や無農薬野菜などの農薬を用いない自然食品への志向が急速に高まっている。しかしながら、野菜や果物などの無農薬栽培は生産効率が悪いため、生産コストが高く、多くの労働力を必要とすることから、一般には農薬を用いた栽培が主流である。
【０００８】
また、海外からは種々の食品が輸入され、その量も年々増加しているが、これらも農薬を用いた栽培が主流である。さらに、家畜の飼料となる穀物類も農薬が含まれていると、家畜を通して人間に影響を与えるが、これらの飼料も農薬を用いて栽培されており、海外より多量に輸入される。
【０００９】
一方、安全で安心な農産物を求める消費者の要望は年々強くなっており、とりわけ残留農薬への関心は年々高いものになりつつある。また、食品に含まれる残留農薬の許容基準も次第に厳しくなってきている。
【００１０】
食品に含まれる農薬は、そのため、市場に出る前に正確に分析し、食品の安全性を確認した後、安全で新鮮な状態を保ち市場に出す必要がある。また、食品に含まれる残留農薬を迅速に抽出して分析し、食品の安全性に対する正確で早い評価を行う必要がある。
【特許文献１】特開平４−３３２８６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
超臨界抽出分析では、試料の前処理、超臨界流体による抽出および分析工程が必要であり、分析までには早いものでも約２時間を要する。また、食品に含まれる農薬などは、同一食品においても、例えば、野菜、穀物、果物等に含まれる残留農薬の分析を例に取ると、食品の品種、あるいは同じ畑での同一食品の試料の採取場所、一つの食品での採取位置により残留農薬の量が異なる問題があり、これらの試料を採取し精度の高い同一条件で抽出して、分析し農薬の評価をする必要がある。
【００１２】
そのため、複数の異なる試料を採取し同一条件で抽出し、分析することで、信頼性を高める必要がある。食品の種類が多い場合も同様に、多くの種類の食品を対象にして抽出、分析をしなければならない。特に、野菜や果物などの生鮮食品は、鮮度を維持するため、できるだけ早く、多くの試料を対象に抽出、分析し、残留農薬を評価して市場に出す必要がある。
【００１３】
複数の試料の抽出、分析は短時間で実施することが強く要求されている。さらに分析精度を高めるためには、抽出条件の信頼性を高めることが重要になる。超臨界抽出装置を用いて、精度の高い抽出をするためには、温度、圧力の制御および超臨界流体の流量を高い精度で管理することが重要になる。
【００１４】
超臨界流体は流体の臨界点を超える領域での操作であり、温度、圧力の微妙な変化により流体の性状が大きく変わる性質がある。特に、流体の密度、粘度、試料中への拡散性、溶解力が変化する。密度、粘度の変化は超臨界流体を流す場合の流動性に影響し、拡散性、溶解力は抽出性能に大きく影響する。そのため、温度、圧力および流体流量の管理は特に重要である。
【００１５】
従来は複数の試料を、それぞれ単独に超臨界抽出し、分析する方法が一般的である。食品中の残留農薬などは微量であり、抽出時の温度、圧力に微妙な差が生じると、抽出性能が一定しないことになる。そのため、抽出成分の分析値の精度も信頼性の低い結果になり、再分析が要求されるなど、作業効率を低下させることになる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされ、超臨界流体を用いて試料の抽出を行う装置において、二酸化炭素などの流体を昇温、昇圧し、超臨界流体とし、恒温槽内の熱交換器を経由して調整器に供給し、前記調整器により前記超臨界流体を均一流量で複数の抽出器に供給し、前記複数の抽出器の出口を統合した圧力制御器で抽出圧力を制御し、前記恒温槽で抽出温度を制御して、複数の前記抽出器で試料を一定時間、同時に抽出処理した後、前記複数の抽出器の出口バルブを切り替え、複数のキャピラリー管で、前記複数の抽出器からの複数の抽出液を取り出すことを特徴とする。これにより複数の抽出器を備えた抽出装置を実現できる。
【００１７】
また、本発明では、前記複数のキャピラリー管の出口を分析装置に接続し、前記複数の抽出液を直接分析することを特徴とする。
【００１８】
更に、本発明では、前記調整器を、前記複数の抽出器の入口に設けたことを特徴とする。
【００１９】
更に、本発明では、前記複数の抽出器で抽出した後、前記複数の抽出器の出口バルブを切り替え、前記複数の抽出器から、前記複数のキャピラリー管で、前記複数の抽出液をそれぞれ独立して、取り出すことを特徴とする。
【００２０】
更に、本発明では、複数の試料を個別に複数の抽出器に入れ、抽出装置内に設置し、超臨界流体として用いられる二酸化炭素などの流体を昇圧し、超臨界流体とし、前記各抽出器に同時に供給し、前記複数の抽出器で前記試料を一定時間同時に抽出した後前記複数の抽出器からの複数の抽出液を個別に同時に採取し、前記複数の抽出液を分析することを特徴とする。これにより複数の試料を同時に個別に抽出液を取り出し、分析できる抽出分析法を実現できる。
【００２１】
更に、本発明では、採取場所、品種、産地等の異なる複数の試料を同時に抽出した後、複数の抽出液を分析することを特徴とする。これにより採取場所、品種、産地等の異なる複数の試料を短時間で分析できる抽出分析法を実現できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、複数の抽出器を同一の恒温槽に設置することで、複数の抽出器の抽出温度を精度よく均一にできる。また、複数の抽出器の抽出圧力を同じ圧力制御バルブで制御することで、各抽出器の圧力条件を精度よく均一にできる特徴がある。自動制御により抽出時間を設定し複数の抽出器の前後に取り付けられているバルブを開閉することで、臨界流体を均一流量で複数の抽出器へ同時に供給し、抽出後の抽出物を同時に取り出すことで、抽出時間、抽出量を一定にすることができる。
【００２３】
試料中の微量成分の分析は、複数の試料を多量に採取し分析することで、精度の高い分析値を求めることになるが、試料を単独に抽出し分析すると、抽出条件の微妙な違いによる誤差もが発生する。本発明では複数の試料を精度よく同一条件で抽出できるため、精度の高い複数の抽出物が得られる。
【００２４】
さらに、１台あるいは複数の分析器を、超臨界抽出装置の直接分析系に接続することにより、抽出器を恒温槽に設置した後は、自動的に抽出および分析ができる。また、各抽出器は取り外しできる構造になっているため、抽出器の容量、内部構造物等は抽出する試料により自由に選択することができる。
【００２５】
本発明は複数の抽出を同時に処理することができるため、抽出時間が大幅に短縮できる。抽出物を一旦保存することにより、他の試料の抽出を行っている間に、分析を行うことができ、この点でも時間を大幅に短縮できる。
【００２６】
試料の抽出、分析には個別に抽出、分析を行うと１試料について約２時間を要する。そのため、例えば、試料が３０種ある場合、全ての試料を抽出、分析するには従来法では約６０時間必要になる。これに対し、本発明の複数の抽出方式を用いると、例えば、６種の試料を同時に抽出し、分析した場合、６種の試料を約２時間で同時に抽出、分析できるため全ての試料を抽出、分析するのに約１０時間で処理することができ、迅速な評価が可能である。すなわち、６分の１に処理時間を短縮できる。当然であるが、異なる作物、品種、産地の異なる試料についても複数の試料が同時に処理できるため、同一条件で迅速な評価が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は本発明に基づく超臨界流体を用いた抽出法の系統の一例である。図１は６基の抽出器を用いて同時に抽出する系統を示しており、この系統に従って次に説明する。
【００２８】
本装置は超臨界流体を充填したボンベ２、冷却器４、高圧ポンプ５、溶剤供給口３および恒温槽１１内の熱交換器６からなる抽出剤供給系と恒温槽１１内に設置された調整器７、抽出器８ａ〜８ｆ、複数のバルブ、さらに圧力制御器９からなる抽出系と、抽出系からバルブ２２ａ〜２２ｆ介し６種の抽出物が供給される吸着カプセル１０ａ〜１０ｆおよび複数のバルブからなる分析系から構成される。
【００２９】
ボンベ２は超臨界流体として用いられる、たとえば液体の二酸化炭素を充填しており、二酸化炭素はボンベ２より、配管で冷却器４に送られる。
【００３０】
冷却器４は高圧ポンプ５で二酸化炭素を昇圧する時に、圧縮熱を発生するため事前に冷媒で冷却する役割を持っている。
【００３１】
高圧ポンプ５は二酸化炭素を昇圧し、恒温槽１１内の熱交換器６に供給する。恒温槽１１内は抽出温度に維持されており、二酸化炭素は熱交換器６により、この温度の近傍まで昇温され超臨界流体になる。
【００３２】
二酸化炭素はさらに調整器７に送られる。調整器７は温度、圧力、および６基の抽出器８ａ〜８ｆに二酸化炭素を一定流量入れるための、均等化を図っている。調整器７から二酸化炭素はバルブ２０ａ〜２０ｆを介して６基の抽出器８ａ〜８ｆに入る。６基の抽出器８ａ〜８ｆには、それぞれ試料が充填されており、超臨界流体である二酸化炭素で抽出物が抽出される。抽出器８ａ〜８ｆの抽出圧力は、出口配管が一本の配管に統合された位置に設置されている圧力制御器９で設定以上の圧力にならないように制御されている。
【００３３】
抽出器８ａ〜８ｆで抽出された抽出物はバルブ２２ａ〜２２ｆを介してキャピラリー管１８ａ〜１８ｆに入る。キャピラリー管１８ａ〜１８ｆは二酸化炭素を減圧すると同時に流量を制御し、吸着カプセル１０ａ〜１０ｆに供給する。吸着カプセル１０ａ〜１０ｆは分析用の試料容器として用いられる。なお、恒温槽１１内には熱交換器６、調整器７、抽出器８ａ〜８ｆおよびバルブ類が設置されており、環境温度の影響をなくし、抽出温度を精密に制御する役割を持っている。
【００３４】
本発明は超臨界流体である例えば二酸化炭素を調整器７で均一量分配し６基の抽出器８ａ〜８ｆに供給している。６基の抽出器８ａ〜８ｆは同一恒温槽１１内に設置されており、ファン１３により恒温槽１１内を十分に攪拌しているため、抽出温度も同一である。また抽出圧力は６基の抽出器８ａ〜８ｆの出口配管が、一本の配管に統合された位置に設置されている圧力制御器９で、設定以上の圧力にならないように制御されている。
【００３５】
すなわち、６基の抽出器８ａ〜８ｆは同量の超臨界流体である二酸化炭素が供給され、温度、圧力も同一条件であり、抽出に必要な条件を高精度で同一にすることができる。これらの抽出物を分析することにより、信頼性の高い結果を得ることができる。
【００３６】
従って、野菜、穀物、果物等に含まれる残留農薬の分析を例に取ると、食品の種類、品種、あるいは同一食品の試料の採取場所、採取位置により残留農薬の量が異なる問題があるため、これらの試料を精度の高い同一条件で抽出し、分析し農薬の評価をする必要があるが、本発明は精度の高い同一条件での抽出が可能であり、そのため、信頼性の高い比較結果がえられる。
【００３７】
続いて、操作手順について具体的に説明する。食品を粉砕するなど前処理された試料を、あらかじめ洗浄した６基の抽出器８ａ〜８ｆに充填する。試料を充填した抽出器８ａ〜８ｆを、超臨界抽出装置１の恒温槽１１内に取り付け、抽出器供給管１５ａ〜１５ｆと抽出器出口管１６ａ〜１６ｆを超臨界抽出装置１内の系統に接続する。恒温槽１１の温度は加熱器１２およびファン１３により、所定の温度まで高め安定させる。
【００３８】
この時バルブ２２ａ〜２２ｆは閉じており、他のバルブは開けられている。
【００３９】
その後、超臨界流体として用いる二酸化炭素はボンベ２より供給され、高圧ポンプ５で昇圧されて、熱交換器６を経由して調整器７に供給される。超臨界流体の二酸化炭素は熱交換器６で恒温槽１１内の温度近傍まで、すなわち抽出温度近傍まで昇温され、超臨界流体になる。なお、調整器７については後述する。
【００４０】
二酸化炭素が高圧ポンプ５により昇圧される時に、圧縮熱を発生し流量が不安定になるため、高圧ポンプ５の入口に冷媒を用いた冷却器４を設置し、冷却しており、図示していないが高圧ポンプ５自身も冷媒を送り冷却している。
【００４１】
食品に含まれる残留農薬の抽出に関する一例を示すと、二酸化炭素は高圧ポンプ５で約１０ＭＰａから約５０ＭＰａまで昇圧され超臨界流体になる。昇圧された超臨界流体の二酸化炭素は、必要に応じて溶剤供給口３から供給されるアルコール、アセトン等の溶剤と混合され、恒温槽１１内に送られ、熱交換器６により恒温槽１１内の温度近傍まで昇温され、調整器７に送られる。
【００４２】
食品中の農薬など微量成分を、安定に高精度で抽出するためには、微妙な温度変化、圧力変化および流量変化を制御する必要がある。特に複数の抽出器８ａ〜８ｆで同時に抽出する場合、一系列の超臨界流体である二酸化炭素を、複数の抽出器８ａ〜８ｆに同時に流すことになるため、温度、圧力および流量が微妙に変化し、それぞれの抽出器８ａ〜８ｆにおける抽出条件が異なることになる。
【００４３】
これらの問題は調整器７を設置することで解決している。調整器７は十分な容積と熱容量を持っており、二酸化炭素の温度および圧力を高精度で安定化させる役目がある。さらに、各抽出器に流体を均一に流すため圧力損失が均一になるように流路内径等の構造を同一にしており、二酸化炭素が各抽出器供給管１５ａ〜１５ｆを通り、６基の抽出器８ａ〜８ｆへ供給される時の、供給量を均一し、６基の抽出器８ａ〜８ｆの抽出条件を、高精度で一定にする重要な役目を持っている。
【００４４】
さらに、調整器は複数の抽出器に超臨界流体である二酸化炭素を分配し均一流量で供給することになるが、分配するための継ぎ手の数を低減する効果も持っている。
【００４５】
調整器７に送られた二酸化炭素は、バルブ２０ａ〜２０ｆを通り６基の抽出器８ａ〜８ｆに入る。各抽出器８ａ〜８ｆからの各抽出器出口管１６ａ〜１６ｆは、圧力制御器入口管１７に統合されており、６基の抽出器８ａ〜８ｆの圧力は圧力制御器９で均一に制御される。６基の抽出器８ａ〜８ｆが所定の圧力に達した段階で、高圧ポンプ５の運転を止め、バルブ２０ａ〜２０ｆを閉め、臨界状態の二酸化炭素により、各抽出器８ａ〜８ｆ内の試料に含まれる成分を同一時間で抽出する。
【００４６】
抽出後はバルブ２１ａ〜２１ｆおよびバルブ２３ａ〜２３ｆを閉め、バルブ２０ａ〜２０ｆおよびバルブ２２ａ〜２２ｆを開ける。その後、高圧ポンプ５を稼動し、二酸化炭素を６基の抽出器８ａ〜８ｆに供給するが、二酸化炭素の供給量は高圧ポンプ出口圧力検知器３０が設定値を保つように自動調整される。
【００４７】
抽出器８ａ〜８ｆ内の超臨界流体である二酸化炭素を含む６種の抽出物は、バルブ２２ａ〜２２ｆを通りキャピラリーで形成されるキャピラリー管１８ａ〜１８ｆを通り、吸着カプセル１０ａ〜１０ｆに送られる。充分に抽出物を含んだ二酸化炭素が流出した時点で、バルブ２４ａ〜２４ｆおよびバルブ２５ａ〜２５ｆ閉め、吸着カプセル１０ａ〜１０ｆを取り外す。
【００４８】
取り外された吸着カプセル１０ａ〜１０ｆは順次ガスクロマトグラフ質量分析計、液体クロマトグラフ質量分析計等で分析される。必要流量に対してはキャピラリー管１８ａ〜１８ｆの管径を替えることで対応できる。キャピラリー管１８ａ〜１８ｆは管径の異なるものを準備することにより種々の流量を確保することができる。
【００４９】
吸着カプセル１０ａ〜１０ｆを取り外した後は、バルブ２０ａ〜２０ｆを閉め、バルブ２１ａ〜２１ｆ、バルブ２２ａ〜２２ｆ、バルブ２３ａ〜２３ｆ開け、系内に残っている二酸化炭素等をパージ管１９ａ〜１９ｆより放出する。
【００５０】
さらに、抽出器８ａ〜８ｆから抽出された抽出物を直接ガスクロマトグラフ質量分析計、液体クロマトグラフ質量分析計等の分析装置へ送り、連続的に分析をすることもできる。すなわち、抽出器内の超臨界流体である二酸化炭素を含む抽出物は、バルブ２２ａ〜２２ｆを通りキャピラリーで形成されるキャピラリー管１８ａ〜１８ｆに送られるが、キャピラリー管１８ａ〜１８ｆから分析器に直結することにより、連続的な分析を行うことができる。
【００５１】
高圧ポンプ５は、設置された抽出器の基数により流量が変わる等の問題があり、高圧ポンプ出口圧力検知器３０で計測された圧力により、高圧ポンプ５出口の圧力を設定値に保つように自動的に制御している。また、各抽出器８ａ〜８ｆの圧力は圧力制御器入口圧力検知器３１で圧力を計測し提示し、この値により圧力制御器９の設定圧力を調整する。
【００５２】
また、各抽出器８ａ〜８ｆの抽出温度を決める恒温槽１１内の温度制御は、抽出器温度検知器３２で温度を測定し、加熱器１２で行っている。恒温槽１１内の上限温度は、恒温槽温度検知器３３で温度を計測し、加熱器１２で制御している。なお、ファンを恒温槽１１内に設置することで、恒温槽１１内の温度分布を均一に保っている。各バルブの開閉は、時間設定等により自動的に制御できるようになっている。すなわち本装置は試料の抽出操作を自動的に処理することができる。
【００５３】
また、複数の試料を同一条件で抽出し評価するためには温度、圧力を高精度で制御する必要がある。温度に関しては複数の抽出器と抽出性能に影響を与える抽出器まわりの配管およびバルブを同一の恒温槽内に設置し抽出温度を均一化している。圧力に関しては複数の抽出器を同一の圧力制御バルブで制御することにより各抽出器を均一圧力に保つことができる。
【００５４】
次に抽出器の構成の１例を説明する。
【００５５】
図２は開閉が容易な高圧容器である抽出器の外観図である。
【００５６】
高圧容器である抽出器４０には上部に上蓋４１および下部に下蓋４２が取り付けられている。上ノズル４３に上蓋４１は押し付けられており、この上ノズル４３は上ノズル固定板４９に固定されており、この上ノズル固定板４９は、加圧レバー固定台４８に取り付けられた、加圧レバー４７の操作により上下に移動できる構造になっている。
【００５７】
下ノズル４４に下蓋４２は押し付けられており、この下ノズル４４にはバネ５２が取り付けられており、バネ５２により下ノズル４４に押し付ける力が確保されている。下ノズル４４は下ノズル固定板５１に保持されている。加圧レバー固定台４８および下ノズル固定板５１は高圧装置固定台５０に固定されている。また、抽出器４０は左右への傾きを防ぐために高圧容器固定ガイド５３に固定されている。
【００５８】
抽出器４０は加圧レバー４７の操作により上ノズル４３と下ノズル４４を抽出器４０の上蓋４１と下蓋４２から容易に脱着することができる。すなわち簡単に抽出器４０を超臨界抽出装置から取り付け、あるいは取り外すことができる。取り外した抽出器４０は容易に上下の蓋を取り外すことができるため、従来、数十分を要していた抽出器４０の開放作業を数分で行うことができる。
【００５９】
図３は本発明に基づく超臨界流体を用いた抽出分析法の基本工程である。食品中の残留農薬の抽出、分析を例に説明する。本発明では食品を粉砕し、抽出試料として抽出器に充填する。抽出後は抽出物を一定量採取し、分析することになる。
【００６０】
従来法に比べ、抽出時間が短く、抽出物を処理する工程がシンプルであるため、分析結果を判別するまでの時間は短く約２時間程度である。また、複数の抽出を同時に実施することにより、例えば６基の抽出器を用いた場合は、当然であるが抽出時間は約６分の１に短縮される。
【００６１】
図４は本発明に基づく超臨界流体を用いた６種の試料を同時に抽出する基本的な抽出法の例である。野菜、穀物、果実などの作物に含まれる残留農薬の分析を例に取り説明する。作物の品種、あるいは同じ畑での同一作物の試料の採取場所、一つの作物においても採取位置により残留農薬の量が異なる問題があるため、多くの試料を採取し、精度の高い同一条件で抽出して分析することで、正確で迅速な評価をする必要がある。
【００６２】
本発明は、超臨界流体を用いて試料の抽出を行う場合において、６種の異なる試料を個別に６基の抽出器に入れる。すなわち、作物１から作物６を６基の抽出器に充填する。超臨界流体として用いられる液化二酸化炭素などの流体を高圧ポンプで昇圧し、超臨界流体にし６基の抽出器に供給する。抽出条件を同一にするために、制御器で抽出温度、抽出圧力、抽出時間、抽出に必要な超臨界流体の量を同一にするため、それぞれの設定値を決め、制御を行うことになる。
【００６３】
６基の抽出器の抽出温度は恒温槽の温度制御で行い、抽出圧力は６基の抽出器の出口配管を統合した圧力制御器で制御している。調整器で超臨界流体を均一流量で複数の抽出器に供給しており、供給量は時間設定よる６基の抽出器の前後にあるバルブを開閉することで正確に制御している。そのため、６基の抽出器は異なる作物を、同一抽出条件で抽出することができるため、回収された抽出物である農薬は抽出条件の差のない精度の高い抽出成分と抽出量を得ることができる。
【００６４】
厚生労働省は食品衛生法において、約１３０種類の食品に約３００の農薬の残留基準を決めており、これ以外の農薬については、環境省が、３５７の農薬に登録保留基準を定めている。また、残留農薬の濃度基準は、食品ごとに異なっている。このように、多種の分析が必要な上、食品衛生法の改正や市場の国際化の中で、残留農薬の分析項目は増加の傾向にあり、規制は厳しくなっている。
【００６５】
図５は本発明に基づきイチゴの灰色かび病の防除に使用されるプロシミドン農薬を抽出、分析し求めた結果の１例である。ここでは、３種のイチゴについて、栽培面積を６区に分け、無作為に採取した試料を対象に本発明に基づく６区の試料を同時に抽出して分析した結果である。３区で採取したＥ種、６区で採取したＡ種、Ｃ種が登録保留基準値以上であることが分かる。この場合の試料の抽出、分析には個別に抽出、分析を行うと１試料について約２時間を要する。そのため、図５で示す試料を全ての試料を抽出、分析するには約６０時間必要になる。これに対し、本発明の複数の抽出方式を用いると、例えば、図５では６種の試料を同時に抽出し、分析したが、６種の試料を約２時間で同時に抽出し、分析できるため全ての試料を抽出、分析するのに約１０時間で処理することができ、迅速な評価が可能である。当然であるが、品種、産地等の異なる試料についても複数の試料が同時に処理できるため、同一条件で迅速な評価が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
食品に含まれる農薬の抽出の外、コーヒー、茶等に含まれる香気成分の抽出、化粧品、香水に含まれる揮発成分の抽出等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に基づく超臨界流体を用いた抽出法の系統図である。
【図２】本発明に基づく開閉が容易な高圧容器である抽出器の外観図である。
【図３】本発明に基づく超臨界流体を用いた抽出分析法の基本工程を説明するフロー図である。
【図４】本発明に基づく超臨界流体を用いた６種の試料を同時に抽出する基本的な抽出法を説明するブロック図である。
【図５】本発明に基づくイチゴの灰色かび病の防除に使用されるプロシミドン農薬を抽出、分析し求めた結果を説明する特性図である。
【図６】従来法における食品に含まれる残留農薬の抽出、分析工程を説明するフロー図である。
【符号の説明】
【００６８】
１    超臨界抽出装置
２    ボンベ
３    溶剤供給口
４    冷却器
５    高圧ポンプ
６    熱交換器
７    調整器
８ａ〜８ｆ  抽出器
９    圧力制御器
１０ａ〜１０ｆ    吸着カプセル  
１１  恒温槽
１２  加熱器
１３  ファン
１５ａ〜１５ｆ  抽出器供給管
１６ａ〜１６ｆ  抽出器出口管
１７  圧力制御器入口管
１８ａ〜１８ｆ  キャピラリー管
１９ａ〜１９ｆ  パージ管
２０ａ〜２０ｆ、２１ａ〜２１ｆ、２２ａ〜２２ｆ、２３ａ〜２３ｆ  バルブ
２４ａ〜２４ｆ、２５ａ〜２５ｆ    バルブ
３０  高圧ポンプ出口圧力検知器
３１  圧力制御器入口圧力検知器
３２  抽出器温度検知器
３３  恒温槽温度検知器
４０  抽出器
４１  上蓋
４２  下蓋
４３  上ノズル
４４  下ノズル
４５  流体抜き出し管
４６  流体供給管
４７  加圧レバー
４８  加圧レバー固定台
４９  上ノズル固定板
５０  高圧装置固定台
５１  下ノズル固定板
５２  バネ
５３  高圧容器固定ガイド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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