JP2014214276A - 植物精油の抽出・製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】植物（例えば柑橘類、野菜など）由来の精油等について、より簡便且つ効率的に抽出・製造する方法を提供する。【解決手段】植物体を吐出圧２０ＭＰａ以上（例えば５０〜１００ＭＰａ）の超高圧水で流量２０〜４０Ｌ／ｍｉｎの条件で破砕処理し、これを固液分離して得られた液体を遠心分離処理によって精油と植物エキスを分離することにより、非常に簡便且つ効率的に植物由来精油及び植物エキスを得ることができ、特殊な製造機器など必要なく大きなコスト負担もない。【選択図】なし

Description

本発明は、植物精油の抽出・製造方法等に関する。詳細には、柑橘類果実・果皮や野菜などの植物体からの効率的な精油抽出・製造方法及び植物エキス抽出・製造方法に関する。

植物由来の精油（エッセンシャルオイル）は、含有する揮発性芳香成分（テルペン類、芳香族化合物など）が特徴的であるため、食品原料（食品香料）としてだけでなく化粧品原料やアロマオイル原料などにも多様されている。また、多くの薬理作用（リラックス効果など）も知られており、今後も様々な用途が広がっていくと予想されている。

この植物由来の精油を抽出・製造する方法としては、従来より水蒸気蒸留法（特許文献１）、減圧蒸留法（特許文献２）、超臨界抽出法（特許文献３）、溶剤抽出法などが用いられている。しかし、例えば水蒸気蒸留法や減圧蒸留法は、精油成分回収のために多くの熱エネルギーが必要であり、コスト増や精油品質の劣化の問題から小スケールでの製造でしか適さない。また、超臨界抽出法は、大型設備の設計が難しく、これも仕込み量が少なくコスト増につながるという欠点がある。さらには、溶剤抽出法は、食品用途を考慮すると使用できる溶剤の種類が限られ汎用的ではない。

このような技術背景の中、植物由来の精油等について、より簡便且つ効率的でコスト負担も少ない、汎用的に用いることができる抽出・製造方法等の開発が当業界において求められていた。

一方、超高圧水（２０〜３００ＭＰａ程度の吐出圧を有する水流）については従来より知られており、主として高圧洗浄などに用いられている。食品への利用としては、固形食品の効率的且つきれいな切断（特許文献４）や糊状食品の切断（特許文献５）などの通常のカッターや包丁等ではきれいに切断しにくい食品の切断目的に用いられているのが認められるのみであり、植物精油の抽出等に用いた例は見当たらないのが現状である。

特開２００５−２９８５８０号公報 特開２００４−０１８７３７号公報 特開２００５−２１３３２７号公報 特開２００７−２９６５９５号公報 特開平６−２３３６６８号公報

本発明は、植物（例えば柑橘類、野菜など）由来の精油等について、より簡便且つ効率的に抽出・製造する方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明者らは鋭意研究の結果、植物体を２０ＭＰａ以上の超高圧水で流量２０〜４０Ｌ／ｍｉｎの条件で破砕処理し、これを固液分離して得られた液体を遠心分離処理によって精油と植物エキスを分離することにより、非常に簡便且つ効率的に植物由来精油及び植物エキスを得ることができ、また大きなコスト負担もない（特殊な製造機器等の必要がない）ことを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明の実施形態は次のとおりである。
（１）植物体を吐出圧２０ＭＰａ以上の超高圧水で流量２０〜４０Ｌ／ｍｉｎの条件で破砕処理し、これを固液分離して得られた液体を遠心分離処理によって精油と植物エキスを分離すること、を特徴とする植物由来精油の製造方法（抽出・製造方法）。
（２）吐出圧５０〜１００ＭＰａ（好ましくは８０〜１００ＭＰａ）の超高圧水で処理すること、を特徴とする（１）に記載の方法。
（３）超高圧水を０．５〜１．０ｍｍ径のノズルよりカーテン状に噴射して破砕処理すること、を特徴とする（１）又は（２）に記載の方法。
（４）植物体が、柑橘類の果実及び／又は果皮、野菜類、植物加工残渣（果汁絞り滓、野菜滓など）から選ばれる少なくともひとつであること、を特徴とする（１）〜（３）のいずれか１つに記載の方法。
（５）植物体を１ｃｍ未満（例えば０．５〜０．８ｃｍ程度）にスライスした状態で破砕処理を行うこと、を特徴とする（１）〜（４）のいずれか１つに記載の方法。

（６）植物体を吐出圧２０ＭＰａ以上の超高圧水で流量２０〜４０Ｌ／ｍｉｎの条件で破砕処理し、これを固液分離して得られた液体を遠心分離処理によって精油と植物エキスを分離すること、を特徴とする植物由来エキスの製造方法（抽出・製造方法）。
（７）吐出圧５０〜１００ＭＰａ（好ましくは８０〜１００ＭＰａ）の超高圧水で処理すること、を特徴とする（６）に記載の方法。
（８）超高圧水を０．５〜１．０ｍｍ径のノズルよりカーテン状に噴射して破砕処理すること、を特徴とする（６）又は（７）に記載の方法。
（９）植物体が、柑橘類の果実及び／又は果皮、野菜類、植物加工残渣（果汁絞り滓、野菜滓など）から選ばれる少なくともひとつであること、を特徴とする（６）〜（８）のいずれか１つに記載の方法。
（１０）植物体を１ｃｍ未満（例えば０．５〜０．８ｃｍ程度）にスライスした状態で破砕処理を行うこと、を特徴とする（６）〜（９）のいずれか１つに記載の方法。

本発明によれば、植物体を吐出圧２０ＭＰａ以上の超高圧水で流量２０〜４０Ｌ／ｍｉｎの条件で破砕処理することで植物体が細胞レベルまで破砕された状態となり、これを固液分離して得られた液体は精油と植物エキスがエマルジョン状態となっているため、これを単に遠心分離処理するだけで簡便且つ効率的に精油及び植物エキスを得ることができる。そして、本発明の方法では、大きな熱が長時間かかる工程がないため、得られる精油及び植物エキスの品質劣化がほとんどないこと、及び、超臨界抽出機などのような特殊な設備を必要とせず仕込み量等の制限がない（大量処理もできコスト負担が少ない）ことも特徴である。

本発明では、まず精油及びエキスの抽出原料となるのは植物体である。植物体とは、植物の葉、茎、根、花、実（果実）等のあらゆる部分の少なくとも１以上を意味するが、植物の種類に応じて精油等が多く含まれる部分を適宜選択して使用してよい。なお、本発明においては、柑橘類（ミカン類、オレンジ類、香酸柑橘類、グレープフルーツ類など）の果実及び／又は果皮、野菜類、植物加工残渣（果汁絞り滓、野菜滓など）から選ばれる少なくともひとつを原料とするのが好適である。

そして、抽出前の前処理として、原料となる植物体を１ｃｍ未満（例えば０．５〜０．８ｃｍ程度）にスライスした状態としておくことが好ましい。これにより、後の超高圧水による破砕処理がより効率的且つ効果的となるものであるが、原料の種類や状態に応じてスライスの有無を適宜選択すれば良い。

次に、上述のようにして調製した抽出原料を超高圧水により破砕処理する。超高圧水は、特定の吐出圧を有する水流であるが、本発明では吐出圧力が２０ＭＰａ以上、例えば２０〜３００ＭＰａ程度であることが必要であり、好ましい圧力範囲は５０〜１００ＭＰａ、さらに好ましくは８０〜１００ＭＰａである。また、流量は２０〜４０Ｌ／ｍｉｎが好ましく、設定圧力に応じてこの範囲で調整すれば良い。

超高圧水を吐出するノズルについては、限定はされないが、その効果を最大限発揮させるためにノズル径が０．５〜１．０ｍｍであることが望ましい。なお、ノズルの径が大きすぎる場合、所望する圧力設定や効果が得られない場合があり好ましくない。また、ノズルの形状は丸型線状であるのが好適である。そして、ノズルからの植物体への超高圧水噴射方法は、破砕効率等を考慮すると植物体に対してカーテン状（波形状）に噴射されるようにノズル又は植物体を動かして行うことが望ましいが、ノズル形状や噴射方法は必ずしもこれらに限定されるものではない。

このようにして設定した超高圧水をコンベア上等で植物体に噴射して、植物体を細胞レベルまで破砕処理する。この破砕処理においては、植物体の破砕と植物体（細胞）からの精油及びエキスの抽出を同時に行うこととなる。したがって、本発明においては、当該破砕処理以外の抽出工程（水蒸気蒸留工程など）を要しない。そして、破砕処理後の植物体破砕物及び水（植物体由来のもの及び超高圧水由来のもの）は、全て回収できるようなシステム又は製造ライン設計としておく。

そして、破砕処理後に回収された破砕物含有処理液は、メッシュ等により固液分離して不溶物を除去する。不溶物を除去した液体は、精油成分と植物エキスがエマルジョン状態（乳化状態）となっているため、これを遠心分離処理によって油層と水層に分離する。遠心分離条件は、液体の状態により適宜設定すれば良いが、例えば１，０００〜３０００×ｇで５〜２０分間程度の条件が例示される。

このようにして得られた油層（精油）と水層（植物エキス）は、そのまま最終製品としても良いし、必要があればフィルターろ過等の清澄化処理や濃縮処理、殺菌処理などを行って最終製品としても良い。また、これらは更なる有用成分（例えば植物ポリフェノールなど）の抽出・精製原料とすることも可能である。

このようにして、植物体に超高圧処理を行うことにより、加熱加圧抽出に代表されるような過酷な条件を得ずとも簡便且つ効率的に精油（エッセンシャルオイル）及び植物エキスを取得することができ、得られた精油及び植物エキスは高品質でありながらコスト負担が少ないものである。

以下、本発明の実施例について述べるが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想内においてこれらの様々な変形が可能である。

（みかんからの精油等抽出）
みかん（温州みかん）の超高圧水処理により精油等を抽出できることを確認するため、以下の試験を実施した。

温州みかんの果実（果皮を含む）を概ね１ｃｍ未満となるようにスライスし、これを吐出圧として２０ＭＰａ、４０ＭＰａ、５０ＭＰａ、８０ＭＰａ、１００ＭＰａに設定した５種類の超高圧水を用いていずれも流量３０Ｌ／ｍｉｎでそれぞれ破砕処理を行った。なお、超高圧水は、１ｍｍ径の丸型線状ノズルから植物体（スライスみかん）に向けてカーテン状に噴射した。得られた破砕処理液はメッシュで濾過して固液分離し、液体部を遠心分離（１，５００×ｇ、１０分間）して油層と水層を分離した。

この結果、各処理のいずれにおいても高品質のミカンフレーバーオイル（油層）及びミカンエキス（水層）を得ることができた。特に、５０ＭＰａ以上（５０ＭＰａ、８０ＭＰａ、１００ＭＰａ）の吐出圧の超高圧水で処理することにより、植物体（みかん）が極めて短時間で非常に細かく粉砕され、非常に高品質の精油及びエキスを得られることが明らかとなった。

（人参からの精油等抽出）
人参の超高圧水処理により精油等を抽出できることを確認するため、以下の試験を実施した。

洗浄した人参の根部（皮を含む）を概ね１ｃｍ未満となるようにスライスし、これを吐出圧として２０ＭＰａ、４０ＭＰａ、５０ＭＰａ、８０ＭＰａ、１００ＭＰａに設定した５種類の超高圧水を用いていずれも流量３０Ｌ／ｍｉｎでそれぞれ破砕処理を行った。なお、超高圧水は、１ｍｍ径の丸型線状ノズルから植物体（スライス人参）に向けてカーテン状に噴射した。得られた破砕処理液はメッシュで濾過して固液分離し、液体部を遠心分離（１，５００×ｇ、１０分間）して油層と水層を分離した。

この結果、各処理のいずれにおいても高品質のニンジンフレーバーオイル（油層）及びニンジンエキス（水層）を得ることができた。特に、５０ＭＰａ以上（５０ＭＰａ、８０ＭＰａ、１００ＭＰａ）の吐出圧の超高圧水で処理することにより、植物体（人参）が極めて短時間で非常に細かく粉砕され、非常に高品質の精油及びエキスを得られることが明らかとなった。

本発明を要約すれば、以下の通りである。

本発明は、植物（例えば柑橘類、野菜など）由来の精油等について、より簡便且つ効率的に抽出・製造する方法を提供することを目的とする。

そして、植物体を吐出圧２０ＭＰａ以上（例えば５０〜１００ＭＰａ）の超高圧水で流量２０〜４０Ｌ／ｍｉｎの条件で破砕処理し、これを固液分離して得られた液体を遠心分離処理によって精油と植物エキスを分離することにより、非常に簡便且つ効率的に植物由来精油及び植物エキスを得ることができ、特殊な製造機器など必要なく大きなコスト負担もない。

Claims (6)

1. 植物体を吐出圧２０ＭＰａ以上の超高圧水で流量２０〜４０Ｌ／ｍｉｎの条件で破砕処理し、これを固液分離して得られた液体を遠心分離処理によって精油と植物エキスを分離すること、を特徴とする植物由来精油の製造方法。
2. 吐出圧５０〜１００ＭＰａの超高圧水で処理すること、を特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 超高圧水を０．５〜１．０ｍｍ径のノズルよりカーテン状に噴射して破砕処理すること、を特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 植物体が、柑橘類の果実及び／又は果皮、野菜類、植物加工残渣から選ばれる少なくともひとつであること、を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 植物体を１ｃｍ未満にスライスした状態で破砕処理を行うこと、を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 植物体を吐出圧２０ＭＰａ以上の超高圧水で流量２０〜４０Ｌ／ｍｉｎの条件で破砕処理し、これを固液分離して得られた液体を遠心分離処理によって精油と植物エキスを分離すること、を特徴とする植物由来エキスの製造方法。