JP2009537166A - ポリフェノール成分を豊富に含むココア抽出物を得るための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ココア抽出物に関し、より具体的には、無発酵カカオ豆由来のポリフェノール成分を豊富に含有するココア抽出物を得るための方法に関する。
近年、抗酸化作用を有する化合物であるポリフェノール源として、緑茶、りんご、オリーブ、ワインおよびココアなどの食品に対する関心が増加している。
図1は、ポリフェノールを豊富に含むココア抽出物を得るための処理のフローチャートを示す第1の図であり、ココアポッドの収集から粉砕したケーキ/ミールの安定化までを示した図である。
無発酵カカオ豆からポリフェノールを豊富に含むココア抽出物を得るための方法であって、
a)果実の皮を剥ぎ(天然の外皮を除去し)、
b)パルプを除去し、
c)カカオ豆をゆがき、
d)カカオ豆を乾燥させ、
e)圧力により脱脂し、
f)脱脂して得られる生成物を安定化し、
g)粉砕し、
h)固液抽出し、
i)固液分離し、
j)液体抽出物を濃縮し、
k)(j)において得た濃縮物を乾燥することにより水アルコール抽出物を生成し、
l)(j)において濃縮した抽出物を液液抽出すると共に、水相と有機相とに分離し、
m)(l)において得た水相を濃縮し、
n)(m)において得た濃縮物を乾燥することにより、半精製抽出物を生成し、
o)(l)において得た有機相を濃縮し、
p)(o)において得た濃縮物を乾燥することにより、精製抽出物を生成する、
工程からなる。
ココアポッドは、ポリフェノールを豊富に含むココア抽出物を得るための処理全体において用いられる原料が得られる果実である。
本工程における目的は、完全にまたは部分的に新鮮なカカオ豆を覆うパルプを除去する処理を行うことである。これは、乾燥処理の効率を向上すると共に、一度乾燥させた豆同士が互いに固着することを防止するためである。パルプの除去は、例えば、この種の処理に適しているCI Talsa社製のD500型のステンレス鋼のパルプ除去機により行われる。このタイプの機器は、1時間あたり500〜700kgのパルプを除去する。そして、受取ホッパーから放出された豆は、重力により、3〜5mmの間のメッシュサイズのシリンダー状のふるいを通過する。このふるいは、ふるいの壁側に対して豆をよせるための、表面がゴム製の仕上げパドルの備えられた同軸シャフトを有している。パルプは、ふるいのメッシュを通過し、不要なものが取り除かれた豆は、シリンダーの開口部に取り残される。
本工程は、豆の内部温度が85℃以上100℃以下の状態で、3〜15分間、水中で豆をゆがく処理からなる(好ましくは、95℃で5分間である)。
本工程における目的は、細菌による発酵を最小限とするために、ゆがいた無発酵の豆における含水率を低減することである。乾燥後の豆の含水率は、1〜12%(w/w)の間にする必要がある。乾燥処理は、豆を日の当たる場所において室温で乾燥させるか、80℃以下の温度で、乾燥機で乾燥させるかして行う。
圧力工程における目的は、無発酵カカオ豆に存在する脂質を部分的に除去することである。この処理は、カカオ豆を押し出すことにより行われる。本工程における処理には、ねじプレス(連続圧搾機または押出機とも称される)を用いることができる。この機器は、カカオ豆を押しつぶし、圧力によりココアバターを搾り取る連続式の機械的な搾出器からなる。
本工程における処理の目的は、先の工程において得られたケーキ(またはミール)の温度を、続く粉砕工程を円滑に実行するために、35℃以下にまで低減することである。安定化工程は、冷却機により行う。冷却機の内部には、生成物を回転させるためのパドルが備えられている。この機器は、冷水を通すジャケットを備えており、生成物の温度を円滑に下げるために、冷水を循環させる。
本工程における処理の目的は、抽出する際における接触面を増加するために、ケーキまたはミールの粒径を小さくすることである。本ステップにおいて、ココア生成物は、ココアの粒のうちの少なくとも80%、好ましくは90%、より好ましくは99%から得られ、かつ、得られる粒径は0.5mm以下である。
本工程における目的は、ココアケーキまたはココアミールに存在するポリフェノールの選択抽出を行う。抽出溶媒へのココアケーキまたはココアミールにおけるポリフェノールの移動は、例えば、固液比率、抽出される材料の粒径、抽出混合物、抽出温度および抽出時間などの因子の組み合わせに依存している。
本工程における目的は、半分枯渇した固体(固相)とポリフェノール成分が豊富に含まれる水アルコール抽出物(液相)とを分離することである。
本工程における目的は、水アルコール抽出物におけるエタノールおよび状況に応じて水の一部を除去することである。本工程は、例えば、ステンレス鋼製の濃縮機において、1ステップ、2ステップおよび最大3ステップで行われる。濃縮温度は、機器の到達する減圧度合いに応じて、30℃〜70℃の間で変えることができ、抽出物から除去される溶媒は、回収され、次の抽出処理において再利用するために精留塔において分離することができる。本工程において、エタノールは、水アルコール抽出物から完全に除去することが好ましく、水は、一部を除去することが好ましい。すなわち、抽出物は水性媒体である。
本工程の目的は、粉末の特性を有するまで、抽出物に含まれる含水率を低減することである。この工程は、例えば、スプレー乾燥機、または他の吸引システムを備えた乾燥機を用いて行うことができる。乾燥温度は、40℃以上100℃以下であることが好ましい。
水アルコール濃縮物は、液液抽出により精製する。本工程の目的は、水アルコール濃縮物から、精製抽出物および半精製抽出物を得ることである。
本工程の目的は、半精製抽出物から水を除去することである。濃縮は、ステンレス鋼製の濃縮機において、1ステップ、2ステップおよび最大3ステップまでで行われる。濃縮温度は、システムにより到達される減圧度合いに応じて、30℃〜70℃の間で変えることができる。抽出物は、15%〜40%(w/w)の間の固体濃度とすることが好ましい(例えば、20%(w/w))。
乾燥工程の目的は、粉末特性を有するまで抽出物に含まれる含水率を低減することである。この工程は、例えば、スプレー乾燥機か、または他の真空システムを備えた乾燥機を用いて行うことができる。乾燥温度は、40℃以上80℃以下であることが好ましい。
本工程における目的は、精製抽出物から有機溶媒(ここでは酢酸エチル)を除去することである。濃縮は、ステンレス鋼製の濃縮機において、1ステップ、2ステップおよび最大3ステップで行われる。濃縮温度は、システムにより到達される減圧度合いに応じて、30℃〜70℃の間で変えることができる。抽出物は、15%〜40%(w/w)の間の固体濃度とすることが好ましい(例えば、20%w/w)。
乾燥工程の目的は、粉末特性を有するまで抽出物に含まれる溶媒を除去することである。この工程は、例えば、スプレー乾燥機か、または他の真空システムを備えた乾燥機を用いて行うことができる。乾燥温度は、40℃以上80℃以下であることが好ましい。
(洗浄工程)
洗浄工程は、任意であり、その目的は、カカオ豆に付随する外的な物質の残留物を除去することである。この洗浄工程は、2〜10mmのメッシュサイズのふるいシステムからなり、任意で外的な物質を分離する空気吸引システムを備えたBulher装置により行うことができる。
殻剥き工程は、任意であり、その目的は、カカオ豆の周囲の殻を部分的に除去することである。この工程は、機械的に行われる。乾燥した無発酵カカオ豆は、全自動システムによりばらばらにし、剥ぎ取られた殻は、吸引処理により除去され、ココアニブが得られる(ニブなる語句は、殻の取り去られたカカオ豆を意味している)。例えば、ニブに残余する殻の重量が2%になるような、Martin Lloveras社、Bauermeister社、Lehmann社などにより製造された機器を用いることができる。
臨床試験:脂質含有量の異なるココアケーキを原料として用いることにより得られる水アルコール性ポリフェノール抽出物の比較。
いずれの場合においても、ココアケーキは、エクアドル産のアマゾン品種のカカオ豆(クローンCCN51)であり、発酵させず、ゆがき、乾燥し、殻を取り除いている。2つの間の違いは、押圧工程における条件のみである。
1.抽出処理1では、30%の脂質含有率であり、乾燥重量ベースで10%のポリフェノール含有率であり、5.82%の含水率を有するココアケーキを用いた。
2.抽出処理2では、12%の脂質含有率であり、乾燥重量ベースで18%のポリフェノール含有率であり、6.77%の含水率を有するココアケーキを用いた。
処理条件について以下に説明する。これらの条件は、2つの試験において同一である。
100gのココアケーキを、冷却システムを有する2リットルのガラス製反応フラスコを用いて、エタノール:水の混合比率が70:30の混合溶液で固液抽出した。固液抽出のために、羽根状のパドルを備えたモーター(Heidolph社製)を用いて、機械的に攪拌した。抽出条件は、1/5の固液比率で1時間半、70℃とした。
固液分離のために、no.411 ALBET 15〜25μmのフィルタによるラボスケールでのろ過プロセスを用いた減圧ろ過処理により、半枯渇化した固体から抽出物を分離した。
得られた抽出物は、抽出物の濃縮のために、ラボスケールのロータリエバポレータシステム(Heidolph V V200)を用いて、150mbrの減圧下、55℃で濃縮した。
濃縮した抽出物は、減圧システムを備えたラボスケールの乾燥機(Gallenkam Model 5 A−5799 OVL−570010J)を用いて、70℃で乾燥した。
臨床試験:抽出混合物におけるエタノール濃度を変化させることにより得られるポリフェノールの水アルコール抽出物の比較。
・固液抽出
100gのココアケーキを、単一回固液抽出した。抽出は、冷却システムを有する2リットルのガラス製反応フラスコを用いて行った。攪拌は、羽状のパドルを備えたモーター(Heidolph社製)を用いて、機械的に攪拌した。抽出条件は、1/5の固液比率で1時間半、70℃とした。
処理1:エタノール:水(50:50)
処理2:エタノール:水(70:30)
処理3:エタノール:水(90:10)
である。
半枯渇化した固体からの抽出物の分離は、no.411 ALBET 15〜25μmのフィルタによるラボスケールでのろ過プロセスを用いた減圧ろ過処理により行った。
得られた抽出物は、ラボスケールのロータリーエバポレータシステム(Heidolph V V200)を用いて、150mbrの減圧下、55℃で濃縮した。
濃縮した抽出物は、減圧システムを備えたラボスケールの乾燥機(Gallenkam Model 5 A−5799 OVL−570010J)を用いて、70℃で乾燥した。
検証試験:精製抽出物の取得。
・固液抽出
100gのココアケーキを、単一回の処理で固液抽出した。抽出は、冷却システムを有する2リットルのガラス製反応フラスコを用いて行った。攪拌は、羽状のパドルを備えたモーター(Heidolph社製)を用いて、機械的に攪拌した。抽出条件は、1/5の固液比率で1時間半、70℃とした。
半枯渇化した固体からの抽出物の分離は、no.411 ALBET 15〜25μmのフィルタによるラボスケールでのろ過プロセスを用いた減圧ろ過処理により行った。
得られた抽出物は、ラボスケールのロータリーエバポレータシステムを用いて、エタノールが完全に除去されるまで、150mbrの減圧下、55℃で濃縮した。
本工程において、濃縮した抽出物に、酢酸エチルを用いた液液抽出により精製処理を施した。濃縮した抽出物を水により2倍に希釈し、続いて、それに比例した量の酢酸エチルを加えた。混合物は、2リットルのガラス製の反応フラスコにおいて50℃で30分間、勢いよく攪拌した。攪拌は、Heidolph社製の攪拌モーターを用いて、機械的に行った。混合物は、注入ろうとにより分離し、酢酸エチル層に相当する画分を回収した。
得られた抽出物は、ラボスケールのロータリーエバポレータシステム(Heidolph V V200)を用いて、エタノールが完全に除去されるまで、150mbrの減圧下、55℃で濃縮した。
濃縮した抽出物は、5.4%の含水率になるまで、外部空調システムを備えた空気循環式乾燥機において乾燥させた。
工業用試験:工業レベルでのポリフェノールを豊富に含むココア抽出物の取得。
Claims (23)
- ポリフェノールを豊富に含有するココアパウダー抽出物であって、
a)果実から皮を剥ぐか、または、天然の外皮を除去する工程と、
b)豆からパルプを除去する工程と、
c)上記豆をゆがく工程と
d)上記豆を乾燥する工程と、
e)圧力をかけることにより脱脂する工程と、
f)脱脂することにより得られる生成物を安定化する工程と、
g)粉砕する工程と、
h)固液抽出する工程と、
i)固液分離する工程と、
j)液体抽出物を濃縮する工程と、
k)(j)において得られた濃縮物を乾燥することにより、水アルコール抽出物を得る工程と、
l)(j)において濃縮された抽出物を液液抽出することにより、水相と有機相とに分離する工程と、
m)(l)において得られた水相を濃縮する工程と、
n)(m)において得られた濃縮物を乾燥することにより、半精製抽出物を得る工程と、
o)(l)において得られた有機相を濃縮する工程と、
p)(o)において得られた濃縮物を乾燥することにより、精製抽出物を得る工程と、
を含むことにより得られることを特徴とするポリフェノールを豊富に含有するココアパウダー抽出物。 - 豆の発酵を遅らせるために、上記(a)の果実から皮を剥ぐ工程後の豆を、1℃以上25℃以下の温度で冷却する工程をさらに含むことにより得られることを特徴とする請求項1に記載のポリフェノールを豊富に含有するココアパウダー抽出物。
- 上記(c)の豆をゆがく工程において、豆の内部温度が85℃から100℃の間で、3分から15分間、当該豆をゆがくことにより得られることを特徴とする請求項1または2に記載のポリフェノールを豊富に含有するココアパウダー抽出物。
- 上記(c)の豆をゆがく工程において、豆の内部温度が95℃の状態で5分間行われることにより得られることを特徴とする請求項3に記載のポリフェノールを豊富に含有するココアパウダー抽出物。
- 上記(d)の乾燥する工程における豆の温度が80℃未満であることにより得られることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のポリフェノールを豊富に含有するココアパウダー抽出物。
- 上記(d)の乾燥する工程の後の豆の最終的な含水率が、乾燥ベースにおいて1〜12%の間であることを特徴とする請求項5に記載のポリフェノールを豊富に含有するココアパウダー抽出物。
- 上記(d)の工程の後に、乾燥した豆を洗浄する工程をさらに含むことにより得られることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のポリフェノールを豊富に含有するココアパウダー抽出物。
- 上記(d)の乾燥する工程か、または上記洗浄する工程の後に、豆を脱穀する工程をさらに含むことにより得られることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載のポリフェノールを豊富に含有するココアパウダー抽出物。
- 上記(e)の圧力をかけることにより脱脂する工程における温度が80℃未満であり、それにより得られるココアケーキまたはココアミールにおける脂質含有率が乾燥ベースで8〜30%の間であることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載のポリフェノールを豊富に含有するココアパウダー抽出物。
- 上記(g)の粉砕する工程において粒径を0.5mm未満とすることにより得られることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載のポリフェノールを豊富に含有するココアパウダー抽出物。
- 上記(h)の固液抽出工程において、固液比率が1/3より大きく、抽出溶媒が水とエタノールとの混合物であり、抽出温度が40℃から80℃であり、かつ、抽出時間が30分以上であることにより得られることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載のポリフェノールを豊富に含有するココアパウダー抽出物。
- 上記固液抽出工程における上記抽出溶媒が、70%がエタノールであり、30%が水である混合溶液であることにより得られることを特徴とする請求項11に記載のポリフェノールを豊富に含有するココアパウダー抽出物。
- 上記(j)の液体抽出物を濃縮する工程における温度が70℃未満であることにより得られることを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載のポリフェノールを豊富に含有するココアパウダー抽出物。
- 上記(k)の濃縮物を乾燥する工程により得られる粉末(水アルコール抽出物)が、10%(w/w)未満、好ましくは5%(w/w)未満、例えば3%(w/w)の含水率であり、500μm未満、好ましくは200μm未満、例えば50μmの粒径であり、上記水アルコール抽出物における全ポリフェノール含有率が、乾燥ベースで35%から55%の間であることを特徴とする請求項1から13のいずれか1項に記載のポリフェノールを豊富に含有するココアパウダー抽出物。
- 上記水アルコール抽出物が、10〜70mg/gのカテキンと、80〜350mg/gのエピカテキンと、1〜10mg/gのプロシアニジンB1と、30〜125mg/gのプロシアニジンB2とを含むことを特徴とする請求項14に記載のポリフェノールを豊富に含有するココアパウダー抽出物。
- 上記液液抽出における有機溶媒が酢酸エチルであることにより得られることを特徴とする請求項1から13のいずれか1項に記載のポリフェノールを豊富に含有するココアパウダー抽出物。
- 上記(l)の有機相および水相を濃縮する工程における温度が70℃未満であることにより得られることを特徴とする請求項1〜13および16のいずれか1項に記載のポリフェノールを豊富に含有するココアパウダー抽出物。
- 上記(n)の水相を濃縮し、乾燥する工程により得られる粉末(半精製抽出物)が、10%(w/w)未満、好ましくは5%未満(w/w)、例えば3%(w/w)の含水率であり、500μm未満、好ましくは200μm未満、例えば50μmの粒径であることを特徴とする請求項1から13、16および17のいずれか1項に記載のポリフェノールを豊富に含有するココアパウダー抽出物。
- 上記半精製抽出物における全ポリフェノール含有率が、乾燥ベースで20%から45%の間であることを特徴とする請求項18に記載のポリフェノールを豊富に含有するココアパウダー抽出物。
- 上記半精製抽出物が、10〜50mg/gのカテキンと、50〜250mg/gのエピカテキンと、1〜8mg/gのプロシアニジンB1と、25〜90mg/gのプロシアニジンB2とを含むことを特徴とする請求項18に記載のポリフェノールを豊富に含有するココアパウダー抽出物。
- 上記(o)の有機相を濃縮し、乾燥する工程により得られる粉末(精製抽出物)が、10%(w/w)未満、好ましくは5%未満(w/w)、例えば3%(w/w)の含水率であり、500μm未満、好ましくは200μm未満、例えば50μmの粒径であることを特徴とする請求項1から13、16および17のいずれか1項に記載のポリフェノールを豊富に含有するココアパウダー抽出物。
- 上記精製抽出物における全ポリフェノール含有率が、乾燥ベースで60%から90%の間であることを特徴とする請求項21に記載ののポリフェノールを豊富に含有するココアパウダー抽出物。
- 上記精製抽出物が、40〜100mg/gのカテキンと、200〜500mg/gのエピカテキンと、5〜20mg/gのプロシアニジンB1と、80〜250mg/gのプロシアニジンB2とを含むことを特徴とする請求項21に記載のポリフェノールを豊富に含有するココアパウダー抽出物。
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