JP2006116433A

JP2006116433A - 竹の抽出方法、および抗菌剤、抗酸化剤

Info

Publication number: JP2006116433A
Application number: JP2004307291A
Authority: JP
Inventors: Hisayuki Kiyooka; 岡久幸清
Original assignee: FOOD TECHS CO Ltd
Current assignee: FOOD TECHS CO Ltd
Priority date: 2004-10-21
Filing date: 2004-10-21
Publication date: 2006-05-11

Abstract

【課題】竹植物から抗菌性、抗酸化性に寄与する有効成分を効率よく抽出する方法を提供し、さらにこの方法により抽出された竹抽出物を有効成分とした抗菌剤、抗酸化剤を提供する。
【解決手段】この方法は、竹植物、好ましくは孟宗竹、さらに好ましくはその茎の表皮部分を用い、（１）水蒸気の存在下、３〜７ｋｇ／ｃｍ^２、１２０〜１８０℃で水蒸気処理し、（２）これを冷却し、（３）炭素数１〜４のアルコールを含む抽出溶剤、好ましくはエタノール、またはエタノールと水の混合液を用いて抽出する、の工程を含んでなっている。さらにこの竹抽出物を含んで抗菌剤、抗酸化剤とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、竹抽出方法、及び該方法により抽出された竹抽出物を有効成分として含む抗菌剤、抗酸化剤に関するものである。

竹や笹は漢方薬の成分として利用され、現在でも竹や笹の葉で寿司、かまぼこ、団子などを包むことが行われている。これらは竹や笹のもつ特異な薬理作用、殺菌作用、抗酸化作用を利用したもので、これらの効果は古くから知られている。そこで、これらの効果を広い範囲で、しかも簡単に使用できるように竹や笹の有効成分を抽出する方法が提案されている。

例えば、竹植物を粉砕して蒸気式高圧釜で処理した後、６〜８％程度のエチルアルコールに浸漬して得られた抽出物よりなる外用脱臭除菌剤〔特許文献１参照〕、モウソウチクを１００℃以上で処理して得られる液体（高温処理エキス）からなる抗菌剤〔特許文献２参照〕、竹から水系溶剤で抽出された成分からなる食品の鮮度保持剤〔特許文献３参照〕、竹の溶剤抽出物からなる抗酸化剤組成物〔特許文献４、５参照〕、竹の乾燥粉末を超臨界ＣＯ２条件で抽出する方法、および抗菌性、抗酸化性をもつ化合物〔特許文献６参照〕などがある。

特開平５−３０６２３２号公報特開昭６３−２９０８２５号公報特開２００２−１７２４８号公報特開２０００−１０４０６３号公報特開２００１−９８２６２号公報特開２００４−１４３１０６号公報

上記したように、竹抽出物の抗菌性、抗酸化性を利用しようとする提案は多くあるが、竹の中のこれら有効成分は非常に微量であり、従ってこの微量有効成分を如何に効率よく抽出するかが課題となっている。かかる観点から本発明の目的は、竹や笹の植物から抗菌性、抗酸化性に寄与する有効成分を効率よく抽出する方法を提供し、さらにこの方法により抽出された竹抽出物を有効成分とした抗菌剤、抗酸化剤を提供することである。

かかる課題を解決すべく請求項１の発明は竹抽出方法であり、竹植物を、（１）水蒸気の存在下、１２０〜１８０℃で水蒸気処理し、（２）これを冷却し、（３）炭素数１〜４のアルコールを含む抽出溶剤で抽出する、の工程を含んでなっている。

請求項２は、請求項１における竹植物としてモウソウチクを用いる竹抽出方法であり、請求項３は、竹植物として竹の茎の表皮部分を用いている。

請求項４は、請求項１における水蒸気処理として３〜７ｋｇ／ｃｍ^２で行われる竹抽出方法であり、請求項５は、炭素数１〜４のアルコールを含む抽出溶剤としてエタノール、またはエタノールと水の混合液を用いる竹抽出方法であり、請求項６は、さらにエタノールと水の混合液が含水率が４０％（容積比）以下のエタノールを用いての竹抽出方法である。

請求項７は抗菌剤であり、請求項１〜６のいずれか１項記載の方法により抽出された竹抽出物を有効成分として含んでいる。

請求項８は抗酸化剤であり、請求項１〜６のいずれか１項記載の方法により抽出された竹抽出物を有効成分として含んでいる。

本発明の効果として、竹や笹の植物から抗菌性、抗酸化性の成分が抽出され、この竹抽出物は人体に安全なことから食品の鮮度保持、食品を扱う器具の殺菌などに使用可能である。

本発明における竹の抽出方法は、竹植物を（１）水蒸気の存在下、１２０〜１８０℃で水蒸気処理し、（２）これを冷却し、（３）炭素数１〜４のアルコールを含む抽出溶剤で抽出する、の工程を含んでなっている。

本発明における竹植物は、イネ科タケ亜科のマダケ属、ナリヒラダケ属、トウチク属、オカメザサ属、ササ属、アズマザサ属、ヤダケ属、メダケ属、カンチク属、ホウライチク属に属する竹、笹であり、特に好ましくはマダケ属に属するモウソウチク、マダケ、ハチクである。

抽出される竹植物の形体は特に限定されるものでないが、好ましくは茎部分を用い、出来る限り細分化してチップ状、あるいは粉体状に砕いて用いられる。本発明の意図する抗菌性、抗酸化性の高い成分は、茎部分の、特に表面から０．５ｍｍ以内の表皮部分に多く存在していることから、この表皮部分のみを用いることが最も好ましい。表皮部分を利用するには、乾燥した竹を円筒研磨機で切削刃に対して竹を回転させつつ移動して茎の外周囲部分を研磨して研磨粉を集めることで達成できる。しかし、抗菌性、抗酸化性の有効成分は、表皮以外の部分にも含まれており、従って竹植物の茎部分全体を用いて抽出しても何ら差し支えない。特に、細い竹、あるいは笹を用いる場合には、表皮部分だけを分けることは実用的でなく、茎部分、あるいは茎と葉を含めた全体を用いて行ってよい。

抽出操作は、先ず、上記したように粉砕した竹植物を水蒸気処理する。水蒸気処理は、竹植物を耐圧容器に入れ、密封して水蒸気を吹き込んで行われる。このとき、容器内は１２０〜１８０℃、好ましくは１３０〜１７０℃とし、圧力は、好ましくは３〜７ｋｇ／ｃｍ^２とする。水蒸気処理を行うにあたり、好ましくは竹植物を入れた耐圧容器に所定温度の水蒸気を吹き込み、所定圧力に調製するが、耐圧容器に竹植物とともに少量の水を加えて密閉し所定温度とし、空気あるいは窒素で所定圧力に上げてもよい。水蒸気処理の所要時間は、好ましくは３０分〜５時間、さらに好ましくは１〜４時間である。これら操作条件の範囲は、本発明の抗菌性、抗酸化性の有効成分が効率良く抽出され、かつ経済性の観点から選ばれたものであり、この範囲の外でもそれなりの効果は見られるのはいうまでもない。

水蒸気処理の後、室温に冷却してから竹植物を抽出溶剤によって抽出する工程に入る。
抽出は、水蒸気処理した竹植物を抽出溶剤に浸漬することで行われる。抽出溶剤は、炭素数１〜４のアルコール、あるいは炭素数１〜４のアルコールと水の混合液である。ここで、炭素数１〜４のアルコールは、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノールなどであり、このうちエタノールが最も好ましい。炭素数１〜４のアルコールと水の混合液は、好ましくは水４０％（容量％）以下、さらに好ましくは水１５〜２０％（容量％）を含む炭素数１〜４のアルコールである。炭素数１〜４のアルコール、あるいは含水の炭素数１〜４のアルコールは、クロロホルム、酢酸エチルなど非水溶性溶剤、アセトンなどの水溶性溶剤を用いての抽出と較べたとき、抗菌性、抗酸化性が一段と優れている。これは、後述の実施例でもわかるように抽出溶剤により抽出物の組成、組成比が異なることが確認されており、この抽出物の成分構成差が抗菌性、抗酸化性における差となったものと推測される。

抽出操作は、室温〜７０℃で、好ましくは攪拌しつつ行う。抽出時間は抽出温度により異なるが、通常３０分以上、好ましくは１〜２時間行う。抽出時間がこれより長くなったとき経済的に不利になることがあっても、抗菌性、抗酸化性の性能には何ら悪い影響はない。抽出溶剤の量は、水蒸気処理した竹植物が完全に浸る程度であればよいが、代表的には、被抽出物が粉体状であるとき抽出溶剤１０００ｍＬに対しを被抽出物が１００〜２００ｇ程度である。

以上の操作で、先ず水蒸気処理により竹植物の、特に茎部の硬い繊維組織が分解、膨膨され、同時に抗菌性・抗酸化性成分が竹植物繊維組織から分裂され、次いで抽出溶剤により抗菌性・抗酸化性成分が竹植物繊維組織より抽出溶剤に移動して抽出されることになる。本発明の特徴である炭素数１〜４のアルコール、あるいは含水の炭素数１〜４のアルコールは、他の溶剤に較べて竹植物繊維組織の中への浸透性がよく、かつ抗菌性・抗酸化性成分に対して溶解性がよいので、それにより抽出効果が向上したものと推測される。

抽出した液は、そのまま用いてもよいが、実用的には濃縮して竹抽出物を高濃度にして保存し、使用時に適宜希釈して用いるのが便利である。

本発明による竹抽出物は、優れた抗菌性・抗酸化性を有している。原料が天然の竹植物であり、かつ抽出溶剤は炭素数１〜４のアルコールであるので、人体に対しても安全であり、特に食品の日持向上、食味向上、変色防止、酸化防止、鮮度保持に、あるいは調理器具の消毒などに有効である。

以下、本発明を実施例により説明する。しかし、本発明は以下の実施例により限定されるものではない。
〔竹植物抽出物の調製〕
１）竹植物；
モウソウチクは、茎部分を使用して円筒研磨機〔アミテック（株）製、「ＳＫＣ−１０」（商品名）〕で茎の外周囲０．５ｍｍ以下の表皮部を研磨して研磨粉を集めた。研磨粉の粒径は約０．４ｍｍ以下であった。モウソウチクの茎の肉質部は、上記表皮部を除いた後さらに研磨して、表皮部分から離れて中心部に近い内部の研磨粉を集めた。粒径は約０．４ｍｍ以下であった。
熊笹は、その葉と茎部分の全体を粉砕機〔日機装（株）製、「トルネードミル４００Ｓ」（商品名）〕で粉砕して粒径約０．４ｍｍ以下とした。

２）水蒸気処理
竹植物粉体を耐圧容器に入れて密封し、水蒸気をを吹き込み所定圧力、所定温度とし、２時間保持した。内容物を取り出し、室温に戻した。

３）抽出溶剤による抽出
上記水蒸気処理した竹植物粉体１５０ｇを、抽出溶剤１０００ｍＬに浸漬し、４０〜５０℃で３時間攪拌（１０００〜２０００ｒｐｍ）した。固液分離して、その液部分の抗菌性・抗酸化性を評価した。尚、抗菌性・抗酸化性の評価は、抽出溶剤としてエタノール／水の８５／１５（容積比）混合液の場合はそのまま用い、その他の場合には一旦減圧にて溶剤を蒸発除去してからエタノール／水の８５／１５（容積比）混合液を加えて、測定時の溶剤を同じにした。

〔抗菌性の評価〕
１）感受性測定用平板の調製；
感受性測定用培地としてミューラーヒントン培地（ＭｕｅｌｌｅｒＨｉｎｔｏｎＭｅｄｉｕｍ）〔ディフコ研究所（ＤｉｆｃｏＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）製〕を用いた。竹抽出物を滅菌水で希釈し、さらに感受性測定用培地と混合して、滅菌シャーレに分注、固化させて感受性測定用平板とした。竹抽出物は、滅菌水および感受性測定用培地と混合したとき所定濃度（ｗ／ｖ％）となるようにした。

２）抽出物の液体クロマトグラフィー分析
液体クロマトグラフィー装置；島津製作所（株）製、送液ユニット「ＬＣ−９Ａ」、ＵＶ検出器「ＳＰＤ−６Ａ」、カラムオーブン「ＯＴＤ−１０Ａ」、システムコントローラー「ＳＣＬ−６Ａ」、オートインジェクター「ＳＩＬ−６Ｂ」、クロマトパック（ＨＰＬＣ用ＰＣ機）「Ｃ−Ｒ４Ａ」
カラム；完全球状性シリカゲル〔粒径５μｍ、信和化工（株）製、「ＳＴＲＯＤＳ−ＩＩ」（商品名）〕、長さ１５０ｍｍ×内径４．６ｍｍの
カラム温度；４０℃
移動相；メタノール／水〔３０／７０（容積比）〕、流速０．５ｍＬ／分
注入量；５μＬ

３）接種用菌液の調製；
試験菌として、エシェリキアコリ（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａｃｏｌｉ）ＮＢＲＣ−３３０１（大腸菌）、スタフィロコッカスアウレウス（Ｓｔａｐｈｌｏｃｏｃｃｕｓａｕｒｅｕｓ）ＮＢＲＣ−１３２７６（黄色ブドウ状球菌）を用い、それぞれを普通寒天培地〔日水製薬（株）製〕で、３５℃にて１８〜２０時間培養し、滅菌水を用いて菌数を約１０^６／ｍＬとした。

４）抗菌性の評価
上記菌数調整した接種用菌液を、感受性測定用平板に白金耳で２ｃｍ×２ｃｍの区画に塗布し、３５℃にて１８〜２０時間培養した。所定時間経過後、菌の発育を観察し、最小発育阻止濃度を求めた。

〔抗酸化性の評価〕
竹抽出物を特級エタノールに溶解して２００μｇ／ｍＬ、２０μｇ／ｍＬそれぞれの溶液を調製し、別途、１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジル（ＤＰＰＨ）を特級エタノールに溶解して２００μＭ溶液を調製した。９６穴マイクロプレートに竹抽出物溶液とＤＰＰＨ溶液をそれぞれ１００μＬづつ入れて、竹抽出物が１００μｇ／ｍＬ、１０μｇ／ｍＬ含むＤＰＰＨ溶液とした。ＤＰＰＨ溶液を入れて３０分後に、ＤＰＰＨに由来する５２０ｎｍの吸光度（ＡＢＳ）を測定した。吸光度の小さいものほどラジカル捕捉活性が大きいことを意味する。ラジカル捕捉活性は、竹抽出物を含まないＤＰＰＨ溶液の吸光度に対して竹抽出物を含むＤＰＰＨ溶液の吸光度差（減少率％）をその尺度とした。すなわち、吸光度差の大きいもの程、ラジカル捕捉活性が大きい。尚、吸光度の測定は、マルチラベルプレートリーダー〔パーキンエルマージャパン社製、「ワラック（Ｗａｌｌａｃ）１４２０ＡＲＶＯ_ＳＸ」（商品名）〕を用いた。

〔結果〕
１）抽出物の液体クロマトグラフィー分析
モウソウチク茎表皮部について水蒸気処理なしでエタノール／水（８５／１５、容積比）抽出したもの、水蒸気処理（１５５ｋｇｆ／ｃｍ^２、１５５℃）した後にエタノール／水（８５／１５、容積比）、エチルエーテル、酢酸エチル、アセトン、クロロホルムのそれぞれで抽出したものについて液体クロマトグラフィー分析した。結果を図１〜６に示した。
この結果から、水蒸気処理の有無により、さらに抽出溶剤により成分、成分構成比に明らかな差異が認められ、水蒸気処理および抽出溶剤は抽出物の含有成分、さらに性状に大きく影響することがわかる。

２）各種材料の比較
モウソウチク茎表皮部、モウソウチク茎肉質部、熊笹、檜木材のそれぞれを粒径約０．４ｍｍ以下に粉砕して１５５ｋｇｆ／ｃｍ^２、１５５℃にて水蒸気処理し、次いでエタノール／水（８５／１５、容積比）抽出した。各抽出物について、大腸菌および黄色ブドウ状球菌それぞれの最小発育阻止濃度（ｗ／ｖ％）、ラジカル捕捉活性を評価した。併せて、比較として抽出物を含まないエタノール／水（８５／１５、容積比）溶液の大腸菌および黄色ブドウ状球菌それぞれの最小発育阻止濃度（ｗ／ｖ％）、ラジカル捕捉活性を評価した。結果を表１に示す。

この結果から、竹植物を水蒸気処理して行った抽出物に抗菌性・抗酸化性があることがわかる。

３）水蒸気処理条件の比較
モウソウチク茎表皮部について水蒸気処理の条件（圧力、温度）を変えて行った後抽出したもの、及び比較として水蒸気処理なしで抽出したものについてそれぞれ抗菌性・抗酸化性を評価した。尚、ここでは、抽出は、エタノール／水（８５／１５、容積比）を用いて行った。
結果を表２に示す。

この結果から、竹植物の水蒸気処理した抽出物には、抗菌性・抗酸化性が特に大きいことがわかる。

３）抽出溶剤の比較
モウソウチク茎表皮部の１５５ｋｇｆ／ｃｍ^２、１５５℃で水蒸気処理したものについて、抽出溶剤を変えて抽出した抽出物の抗菌性・抗酸化性を評価した。結果を表３に示す。

この結果から、竹植物を水蒸気処理した後に、炭素数１〜４のアルコールを含む抽出溶剤での抽出物は、他の溶剤（水、エチルエーテル、酢酸エチル、クロロホルム、アセトン）による抽出物より抗菌性・抗酸化性が優れていることがわかる。

本発明による竹抽出物は、人体に対しても安全で、優れた抗菌性・抗酸化性を有しているので、特に食品の日持向上、食味向上、変色防止、酸化防止、鮮度保持に、あるいは調理器具の消毒などに有効である。

モウソウチク茎表皮部について、水蒸気処理（１５５ｋｇｆ／ｃｍ^２、１５５℃）−エタノール／水（８５／１５、容積比）抽出による抽出物の液体クロマトグラフィー分析結果である。モウソウチク茎表皮部について、水蒸気処理（１５５ｋｇｆ／ｃｍ^２、１５５℃）−エチルエーテル抽出による抽出物の液体クロマトグラフィー分析結果である。モウソウチク茎表皮部について、水蒸気処理（１５５ｋｇｆ／ｃｍ^２、１５５℃）−酢酸エチル抽出による抽出物の液体クロマトグラフィー分析結果である。モウソウチク茎表皮部について、水蒸気処理（１５５ｋｇｆ／ｃｍ^２、１５５℃）−クロロホルムで抽出による抽出物の液体クロマトグラフィー分析結果である。モウソウチク茎表皮部について、水蒸気処理（１５５ｋｇｆ／ｃｍ^２、１５５℃）−アセトン抽出による抽出物の液体クロマトグラフィー分析結果である。モウソウチク茎表皮部について水蒸気処理なしでエタノール／水（８５／１５、容積比）抽出した抽出物の液体クロマトグラフィー分析結果である。

Claims

竹植物を、（１）水蒸気の存在下、１２０〜１８０℃で水蒸気処理し、（２）これを冷却し、（３）炭素数１〜４のアルコールを含む抽出溶剤で抽出する、の工程を含んでなることを特徴とする竹抽出方法。
前記竹植物が、モウソウチク（孟宗竹）であることを特徴とする請求項１記載の竹抽出方法。
前記竹植物が、竹の茎の表皮部分であることを特徴とする請求項１記載の竹抽出方法。
前記水蒸気処理が、３〜７ｋｇ／ｃｍ^２で行われることを特徴とする請求項１記載の竹抽出方法。
前記炭素数１〜４のアルコールを含む抽出溶剤が、エタノール、またはエタノールと水の混合液であることを特徴とする請求項１記載の竹抽出方法。
前記エタノールと水の混合液が、含水率４０％（容積比）以下のエタノールであることを特徴とする請求項５記載の竹の抽出方法。
請求項１〜６のいずれか１項記載の方法により抽出された竹抽出物を有効成分として含むことを特徴とする抗菌剤。
請求項１〜６のいずれか１項記載の方法により抽出された竹抽出物を有効成分として含むことを特徴とする抗酸化剤。