鳥取県産業技術センター研究報告 No.16 (2013)

技術レポート

油脂等の機能性素材の高品質化と応用技術の開発（第１報）
Development of technology and applying high-quality fat-soluble functional materials(1st Report)

カニ殻からのアスタキサンチンの抽出
Extraction technology of astaxanthin from red snow crab shell

有福一郎
Ichiro Arifuku
食品開発研究所 アグリ食品科

キチン製造工程において塩酸に浸漬して脱カルシウム処理したカニ殻に最終濃度が 60％(w/w)になるようにエタノール製剤を加え、50 ℃程度の温度で浸漬することにより、アスタキサンチンを効率よく抽出できるようになった。この抽出液に油脂を加えて減圧濃縮によりエタノールを除去し、遠心分離を行って油脂層を回収することによりカニ殻からアスタキサンチンを含有した油脂を調製する技術を開発した。

1.

はじめにに抽出する技術について検討したので報告する。

アスタキサンチンは、自然界に広く分布する天然の赤い色素で、エビ・カニなどの甲殻類の殻、サケ・2.

実験方法

タイなど魚類に含まれるカロテノイドの一種で、強2.1

供試材料

い抗酸化作用を持つ成分として知られ、健康食品や2.1.1

カニ殻化粧品の分野で注目されている素材である。現在、

カニ殻は、境港に水揚げされ身出し加工された後、市場に流通しているアスタキサンチンは、ヘマトコ

キチン製造原料として（株）オーク昭和町工場で使ッカス（Haematococcus spp.）藻から抽出されたもの用されているベニズワイガニの殻を用いた。

が大半を占めている。

2.1.2

脱カルシウム処理したカニ殻

ベニズワイガニの水揚げの豊富な鳥取県では、加脱カルシウム処理したカニ殻（以下、脱灰カニ殻工された後に排出されるベニズワイガニの殻を使っと称する。
）は、（株）オーク昭和町工場のキチン製たキチン・キトサン、グルコサミンの製造が行われ造工程において、カニ殻を塩酸に浸漬してカルシウている。カニ殻に含まれるアスタキサンチンは、キムを溶解除去した後に、水洗したカニ殻を用いた。

チン・キトサン製造においては着色の要因になって脱灰カニ殻の水分は 70％(w/w)であった。

いる。

2.1.3

抽出用エタノール製剤

甲殻類の殻からアスタキサンチンを抽出する方法

カニ殻からのアスタキサンチンの抽出には、エタとして特許化されたものがあるが 1）、防爆設備の整ノールを主成分とするエタノール製剤（エタノールった施設や装置などが必要となるため、実用化には濃度 83.2％(w/w)）を使用した。

至っていない。

2.1.4

展溶用食用油脂

そこで本研究では、キチン・キトサン製造に利用カニ殻からエタノール抽出したアスタキサンチンされているカニ殻に着目し、キチン・キトサンの製は、食用油脂（花王株式会社製ココナードＭＴ）を造工程を利用して、キチン・キトサンの生産量に影加えた後、減圧濃縮してエタノールを除去して展溶響することなく産業的にアスタキサンチンを効率的させた。

28

可視吸光度検出器で波長 478 nm で測定した。
2.22.1.1

抽出条件の検討

2.1.3

エタノール濃度の影響

脱灰カニ殻 100g に、最終濃度が 60％(w/w)になるカニ殻と脱灰カニ殻との比較

カニ殻 100g および脱灰カニ殻 100g に対して、最ようにエタノール製剤 200g を添加して、カニ殻全体終エタノール濃度が 60％(w/w) になるように調整が完全に浸かる状態で、50 ℃で 3 時間抽出した後、しながらカニ殻が完全に浸かるまでエタノール製剤ろ過してアスタキサンチン抽出液を調製した。

を加え、50 ℃で 3 時間抽出した後、ろ過してアスタ同様に脱灰カニ殻 100g に、最終濃度が 40％(w/w)になるように調製したエタノール溶液 200g を添加

キサンチン抽出液を調製した。
エタノール製剤の量が最も生産コストに影響するして、カニ殻全体が完全に浸かる状態で、50 ℃で 3ことから、アスタキサンチンの抽出に必要なエタノ時間抽出した後、ろ過してアスタキサンチン抽出液ール製剤量を比較した。

を調製した。

また抽出液中に溶出するタンパク質はアスタキサ得られた抽出液のアスタキサンチン濃度は、分光ンチンの精製や品質に影響することから、抽出液中光度計によりスペクトルを測定し、極大吸収波長にに溶出したタンパク質の総量をケルダール法によりおける吸光度を測定して比較した。

測定し比較した。

2.1.4

洗浄による油脂中のタンパク質含量の低減

抽出液中のアスタキサンチン濃度は、分光光度計

2.1.2 に記載の開発法により調製し、回収したアスによりスペクトルを測定し、極大吸収波長におけるタキサンチン含有油脂と、このアスタキサンチン含吸光度を測定して比較した。

有油脂 100 ml を分液ロートに採取し、水 100 ml を2.1.2加えてよく混合した後、静置して得られた水層を除従来特許法と開発法との比較

従来特許法は、特許第 3918103 号に記載の方法にくことにより得られるアスタキサンチン含有油脂中

従ってカニ殻を塩酸に浸漬して脱カルシウム処理しのタンパク含量をケルダール法により測定し、洗浄た後、濃度 5％の水酸化ナトリウム溶液に 4～5 時間によるタンパク質含量の低減効果を調べた。

浸漬して、タンパク質を分離除去したカニ殻（水分2.1.5

LC/MS によるアスタキサンチンの定性65％(w/w)）5 kg に、エタノール製剤 10 kg を添加し、カニ殻から抽出したアスタキサンチンは、日本化

60 ℃で 4 時間抽出して、アスタキサンチン抽出液を薬フードテクノ(株)に依頼し、LC/MS による定性分調製した。

析を行った。

開発法は、脱灰カニ殻 10 kg に、エタノール製剤20 kg を添加し、60 ℃で 4 時間抽出して、アスタキ3.

結果と考察サンチン抽出液を調製した。

3.1

カニ殻と脱灰カニ殻の比較得られた各抽出液 600 ml に対して食用油脂 100 ml

アスタキサンチンの抽出原料としての適性を検討を添加し、ロータリーエバポレータで減圧濃縮してするため、カニ殻と脱灰カニ殻について比較した。

エタノールを除去し、遠心分離を行ってアスタキサカニ殻 100g からの抽出に必要なエタノール製剤ンチンを展溶させた油脂層をそれぞれ回収した。

量、カニ殻 100g から抽出液に溶出したタンパク質の回収した油脂中のアスタキサンチン含量は、高速総量、抽出液のアスタキサンチン濃度（脱灰カニ殻

液体クロマトグラフ（HPLC）により、以下の条件の吸光度を 100 とした相対値）を表 1 に示した。

で定量した。分離カラムは、イナードシル ODS2（4.6

脱灰前のカニ殻は、カルシウムが残存しているたmmID.×250 mm）、カラム温度 40 ℃、移動相アセト

めに殻が硬く、細かく裁断しても容積が大きくかさニトリル／水（90 / 10）、流速ばるためにエタノール製剤の使用量が多く、脱灰カ1 ml／min、紫外29ニ殻は、水分量が多いにも関わらず殻が軟らかくかさばらないためエタノール製剤量は少なくて済むことが確認された。
表 1 カニ殻と脱灰カニ殻の比較
カニ殻

脱灰カニ殻

カニ殻重量100g

100g

エタノール製剤使用量285g

185g

溶出タンパク質総量34.5g23.8g

アスタキサンチン濃度（479nm）

87.1100

図 1 脱灰カニ殻から製造したアスタキサンチン含有油脂

また、脱灰前のカニ殻からは、脱灰カニ殻よりも3.3

エタノール濃度の影響

消防法で濃度 60％(w/w)以上のエタノールは、危タンパク質が多く溶出することが明らかになった。
カニ殻に含まれるタンパク質の一部が塩酸により溶険物第四類アルコール類に指定されるために使用出するため、減少したものと推定される。

や保管において制限を受けることから、抽出に使用するエタノールの濃度はできるだけ低濃度であるこ

抽出液のアスタキサンチン濃度を吸光度法で確認とが望ましい。

したところ、脱灰カニ殻の方が高く、抽出されやす最終濃度が 60％(w/w)および 40％(w/w)になるよくなっていることが確認された。
カニ殻からアスタキサンチンを抽出する場合、カうに調製した条件で脱灰カニ殻からアスタキサンチニ殻からそのまま抽出するよりも、塩酸で脱灰してンを抽出し、エタノール濃度の影響を確認した。
最終エタノール濃度 40％(w/w)と 60％(w/w)で抽から抽出する方がより効率的であることが明らかに出した抽出液を図 2 に示した。

なった。

3.2

従来特許法と開発法との比較

特許第 3918103 号に記載の方法に従って抽出して調製したアスタキサンチン含有油脂と開発法により抽出したアスタキサンチン含有油脂のアスタキサンチン含有量を高速液体クロマトグラフ法で定量した結果を表 2 に示した。
開発法である脱灰カニ殻からアスタキサンチンを抽出する方法は、既に特許化されている方法よりも効率的にアスタキサンチンが抽出できることが明らかになった。

図 2 アスタキサンチン抽出へのエタノール濃度の影響
左：最終濃度 40％(w/w)、右：最終濃度 60％(w/w)

表 2 従来特許法と開発法のアスタキサンチン含量の比較

アスタキサンチン含量（HPLC 法）

最終エタノール濃度 40％(w/w)と 60％(w/w)で抽

従来特許法

開発法

出した抽出液のアスタキサンチン濃度（最終エタノ0.5mg

23mg

ール濃度 60％(w/w)の吸光度を 100 とした相対値）
を表 3 に示した。

30

表 3 に示すように最終エタノール濃度 40％(w/w)

表 5 LC/MS によるアスタキサンチン含有油脂の分析結果

では、アスタキサンチンはほとんど抽出できないこ

Peak No.

m/z

極大吸収(nm)

備考

1597478

アスタキサンチン

2597466

異性体3597466

異性体とが明らかになった。
表 3 最終エタノール濃度と脱灰カニ殻から抽出されたアスタキサンチン濃度の関係

最終エタノール濃度40％(w/w)

60％(w/w)

アスタキサンチン濃度（480 nm）

1.1

100

4.

おわりにカニ殻に含まれているアスタキサンチンは、抽出
3.4

洗浄による油脂中のタンパク質含量の低減

効率が低く、危険物となるエタノールを使用するたカニやエビは、食品のアレルギー物質としてこれめにコストが高く産業的に利用されてこなかった。

らを原材料とする加工食品において表示が義務化さ本研究で開発した抽出法は、キチン・キトサンの製れている特定原材料である。

造工程に組み込むことが可能で、キチン・キトサンカニ殻を原材料とするアスタキサンチン含有油脂の生産量にも影響を与えることなく、効率的にカニも表示が必要となるが、できるだけアレルギー物質殻からアスタキサンチンを抽出できることから、「キとなるタンパク質を含まないようにすることが望まチン・アスタキサンチン分離生産方法」として特許れている。

出願を行った 2)。

アスタキサンチンは脂溶性で、水には溶解しない謝ことから、アスタキサンチン含有油脂中のタンパク本研究を行うにあたり、カニ殻を提供いただきま質を低減する方法として、水洗によるタンパク質低減効果を検討し、表 4 に示した。

した株式会社オーク並びにアスタキサンチンの分析に協力いただきました日本化薬フードテクノ株式会

表 4 水洗によるアスタキサンチン含有油脂中のタンパク質の低減効果

タンパク質濃度辞

水洗前

水洗後0.06％

0.02％

社に深く感謝いたします。
本研究において開発した特許の共同発明者である
有限会社カンダ技工社

水洗という簡易な工程でもアスタキサンチン含有

中山

哉氏、八幡物産株式会

池淵建夫氏、元鳥取県産業技術センター食品開発研究所

高橋祐介氏に感謝いたします。

油脂中のタンパク含量を低減することが可能であった。水洗を繰り返し行うことにより、さらにタンパ

文献

ク質含量を低減することも可能であった。

1) 特許第 3918103 号「エビ、カニの殻からアスタキサンチンを抽出する方法及び装置」

3.52）特開 2012-206987「キチン・アスタキサンチン分LC/MS によるアスタキサンチンの定性

カニ殻から抽出したアスタキサンチンを LC/MS離生産方法」

で定性分析した結果を表 5 に示した。
主ピークは、アスタキサンチンであることが確認された。アスタキサンチン以外に同じ分子量を持つが極大吸収波長の異なる成分も検出されたが、これらは異性体であると推定された。

31