JP3533708B2 - スピルリナ抽出液の製造法 - Google Patents

スピルリナ抽出液の製造法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、免疫賦活化作用等の生
理活性を有する多糖類を高収量含有する、加工処理が容
易で保存安定性に優れたスピルリナ抽出液を製造する方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】スピルリナ(Spirulina)は、藍藻類ネ
ンジュモ目ユレモ科スピルリナ属に属する微細なラセン
藻であり、豊富なタンパク質、糖類、各種ビタミン、ミ
ネラル、植物性色素を含み、その消化吸収率が高いこと
から、近年の先進国における栄養と健康への関心の高ま
りに伴い、打錠され、栄養補助食品としても利用されて
いる。
【0003】これまでスピルリナの生理作用について種
々の報告がなされており、例えばコレステロール低下作
用(Nutr. Rep. Int., 28巻, 519頁, 1983年、日本栄
養食糧学会誌、 37巻, 323頁, 1984年、及び Nutr. Rep.
Int., 37巻, 1329頁, 1988年)、血圧上昇抑制作用
(女子栄養大学紀要, 21号, 63頁, 1990年)、腸内細菌
叢の良化作用(千葉県立衛生短期大学紀要, 5巻, 2号,
27頁, 1987年)、腎機能障害抑制作用(第108回, 第109
回, 第110回日本薬学会, 1988年, 1989年, 1990年)、
免疫賦活化作用(第48回日本栄養・食糧学会総会、19
94年)等が知られている。またスピルリナを熱水抽出し
て得られる成分には、免疫賦活化作用等の生理活性を有
する多糖類を含むことが知られている。
【0004】スピルリナを熱水抽出する方法としては、
特開平5−112461号公報及び特公昭63−302
86号公報に、スピルリナ藻体を蒸留水に懸濁して70
℃〜100℃で熱水抽出した後、遠心分離により藻体残
渣を除去する方法が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら既知の方
法では熱水抽出温度が100℃以下のため、多糖類の収
量が不十分であった。また熱水抽出の際の熱変性によっ
て析出されるタンパク質の凝集が不十分であるため、微
細なタンパク質粒子が沈降せず、多糖類との分離が困難
であった。そのため、得られた抽出液を濃縮する際に発
泡が起こる等加工処理が難しいこと、またタンパク質の
沈澱が起こる等得られた抽出液の保存安定性が悪いこ
と、特に抽出液を清涼飲料加工用原液として適用する際
に、清涼飲料剤の加工工程中でタンパク質の沈殿が発生
する等の問題があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等はこのような
課題を解決するため種々研究した結果、スピルリナ藻体
を100℃を超える温度で熱水抽出し、当該抽出液のp
Hを特定の酸性条件下に調整してタンパク質を凝集させ
ることにより、高収量の多糖類を含み、かつ加工処理が
容易で保存安定性にも優れるスピルリナ抽出液が得られ
ることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【0007】即ち、本発明は、スピルリナ藻体を100
℃を超える温度で熱水抽出した後、藻体残渣及び当該抽
出液のpHをタンパク質の等電点以下に調整することに
より凝集するタンパク質を除去することを特徴とするス
ピルリナ抽出液の製造法を提供するものである。
【0008】本発明で用いるスピルリナとしては、例え
ば、スピルリナ・プラテンシス(Spirulina platensi
s)、スピルリナ・マキシマ(Spirulina maxima)、ス
ピルリナ・ゲイトレリ(Spirulina geitleri)、スピル
リナ・サイアミーゼ(Spirulina siamese)、スピルリ
ナ・メイヤー(Spirulina major)、スピルリナ・サブ
サルサ(Spirulina subsalsa)、スピルリナ・プリンセ
プス(Spirulina princeps)、スピルリナ・ラキシシマ
(Spirulina laxissima)、スピルリナ・クルタ(Spiru
lina curta)、スピルリナ・スピルリノイデス(Spirul
ina spirulinoides)等が挙げられ、特に人工的に培養
出来るため入手容易で好ましいものはスピルリナ・プラ
テンシス(Spirulina platensis)、スピルリナ・ゲイ
トレリ(Spirulina geitleri)、スピルリナ・サイアミ
ーゼ(Spirulina siamese)等が挙げられる。
【0009】熱水抽出に用いるスピルリナ藻体は、湿藻
体、凍結乾燥藻体、スプレー乾燥藻体、破砕藻体等いず
れでも良いが、抽出効率を考慮すれば破砕藻体を用いる
ことが望ましい。破砕藻体を得るには、藻体を通常の方
法、例えば工業的にはフレンチ・プレスの様な高圧押し
出し法等による破砕処理が挙げられる。
【0010】次に本発明の熱水抽出操作に付いて説明す
る。例えば上記のように加工したスピルリナ藻体を、あ
らかじめ加圧容器内にて抽出溶媒中、例えば蒸留水中に
懸濁させておく。懸濁濃度は特に制限するものではない
が、抽出効率や回収時のコスト等を考慮すれば溶媒に対
して1〜20重量%が望ましく、通常5〜10重量%程
度が更に望ましい。抽出溶媒は水道水でも良いが、抽出
液を食品素材として適用する点を考慮すると蒸留水が好
ましい。抽出温度は100℃を超える温度、好ましくは
105℃以上であれば良く、高いほど抽出量が向上する
ため好ましいが、一般に高温にするためには高い圧力が
必要であるため、製造コストを含めた抽出効率を考える
と105℃〜140℃が好ましく、特に好ましくは11
0〜130℃程度である。抽出の際の圧力としては1.
0〜2.5気圧が好ましい。また抽出時攪拌操作はして
もしなくても良いが、熱効率上攪拌操作は行う方が望ま
しい。抽出時間は長いほど抽出量は増大するが、効率を
考えると通常抽出時間は0.5〜4時間、好ましくは1
〜2時間程度であれば良い。
【0011】次に、このようにして抽出操作後の藻体残
渣懸濁液(pH=6.8〜7.0程度)から藻体残渣や
熱変性による凝集タンパク質を除去する。例えば当該懸
濁液の遠心分離や濾過等の操作を行えば良く、この操作
により上清を得る。しかしこの上清には、未だ多量のタ
ンパク質が溶存しているため、粘度が高く、凍結乾燥や
濃縮工程等のその後の加工処理が非常に困難となる。従
ってこの溶存タンパク質を更に除去するため、当該懸濁
液に酸を加えて抽出液のpHをタンパク質の等電点以下
の酸性条件とし、タンパク質を凝集させ、凝集したタン
パク質を遠心分離や濾過等により分離してスピルリナ抽
出液を得る。又は初めに藻体残渣等を除去することな
く、抽出操作後の藻体残渣懸濁液のpHを上記の如くタ
ンパク質の等電点以下に調整した後、藻体残渣や凝集タ
ンパク質を同様に遠心分離や濾過等により分離しても良
い。
【0012】ここでいう、タンパク質の等電点以下の酸
性条件とは、好ましくは4.5以下であるが、更に好ま
しくはタンパク質の凝集、沈殿生成が最大となる3.7
5〜4.25であり、特に好ましくはpH4.0であ
る。pHをさらに低下させてもタンパク質の凝集はそれ
程改善されず、又清涼飲料剤として調整する場合は味覚
等にも影響するので4.0程度が最適である。
【0013】pH調整の際に加える酸としては硫酸や塩
酸でも良いが、現実的な作業工程や食品素材として用い
ることを考慮すれば無機酸よりむしろクエン酸やリンゴ
酸等の有機酸を使用することが好ましい。
【0014】この温度調整及びpH調整により、溶存タ
ンパク質の除去が容易となり、得られたスピルリナ抽出
液は、生理活性を有する多糖類が多く含まれタンパク質
が比較的少ない。当該抽出液は凍結乾燥や濃縮等の加工
処理が容易であり、更に沈澱凝集の防止や防腐効果も付
与され、当該抽出液の保存安定性も高まるため、特に清
涼飲料剤に適用する際の加工が容易となる。従って本製
造法によるスピルリナ抽出液は、最適な清涼飲料剤加工
用原液として用いることが出来る。
【0015】また本発明により得られるスピルリナ抽出
液はそのまま清涼飲料剤加工用原液として用い、各種添
加剤等と混合して清涼飲料剤とすることも出来るが、濃
縮したり乾燥粉末として用いることも出来、例えば食品
に添加したり、水及び各種添加剤等と混合し清涼飲料剤
とすることが出来る。
【0016】
【実施例】次に、本発明を実施例及び比較例により説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。
【0017】(実施例1)スピルリナ・プラテンシス
(Spirulina platensis)の藻体乾燥粉末50gを、加
圧容器内にて500mlの蒸留水に懸濁し、圧力を調節
することにより、抽出温度を110℃、120℃及び1
30℃に調節した。各温度条件にて1、2及び4時間抽
出した後、各抽出液をクエン酸にてpHを4.0に調整
し、これを遠心分離にて藻体残渣及びタンパク質を除去
してスピルリナ熱水抽出液を得た。該抽出液各々につい
て多糖類質量の測定を行い、各温度において得られた結
果をそれぞれ抽出時間別に比較し、表1及び図1に示し
た。多糖類質量については常法に従い、フェノール硫酸
法を用いて測定した。即ち試料抽出液1mlに5%フェ
ノール水溶液1mlを加え、よく攪拌した後に濃硫酸5
mlを加え、激しく攪拌し、20分間室温にて放冷した
後、490nmの吸光度を測定した。0mg〜100m
gのグルコース水溶液を用いて上記と同様に操作して標
準曲線を作成し、試料抽出液中の多糖類質量を求めた。
【0018】(比較例1)実施例1における抽出温度を
90、95、100℃とした以外は、実施例1と同様に
してスピルリナ抽出液を調製し、多糖類質量の測定を行
った。その結果を表1及び図1に示す。
【0019】
【表1】 この結果により1時間抽出の場合でも4時間抽出の場合
においても、例えば120℃で抽出された多糖類は90
℃で抽出された場合のものよりも2倍以上多く抽出され
ており、また、いずれの抽出温度においても抽出時間が
長ければ抽出量は増加するが、抽出温度を100℃を超
える温度に上げることによって多糖類の抽出量が増加す
ることが判明した。
【0020】(実施例2)タンパク質を除去することに
より抽出液に与える影響を検討するため、実施例1にお
いて120℃で抽出し、pH調整を行い(pH=4.
0)、藻体残渣、及びタンパク質を遠心分離した後の試
料(A)とpH調整を行わずに(pH=7.0)遠心分
離した後の試料(B)を比較した。表2にその比較結果
を示す。
【0021】この結果より、(A)は(B)に比較して
タンパク質量は30%以上減少していることが判明し
た。また抽出液の粘度は、(A)は(B)に比べて低下
していた。
【0022】
【表2】 *タンパク質量はケルダール分解法により測定した。
【0023】(実施例3)実施例1での120℃、1時
間熱水抽出後の抽出液中には、未破砕藻体が約10%残
存していた。そこで熱水抽出操作を行う前に、蒸留水に
懸濁したスピルリナ藻体を高圧ホモジナイザにて藻体の
破砕処理を行い、その他は実施例1の上記条件で熱水抽
出、pH調整及び遠心分離を行い、得られた抽出液につ
いて実施例1と同様に多糖類質量の測定を行った。表3
にその結果を示す。
【0024】この結果より、得られた抽出物中の多糖類
質量が18%増加し、抽出効率が向上したことが示され
た。
【0025】
【表3】
【0026】(実施例4)pH調整により沈澱生成に与
える影響に付いて検討するため、抽出時間を1時間、抽
出温度を120℃としたこと以外は実施例1と同様にし
て熱水抽出を行った。抽出溶液から遠心分離にて藻体残
渣及び熱変性凝集タンパク質を除去した。当該抽出液に
クエン酸を添加することにより、pHを7.0から3.
0まで調整し、750nmの吸収による濁度測定を行
い、各pHにおける沈澱生成状況を追跡した。表4に測
定結果を示す。この結果、pH=4.0で凝集・沈澱は
最大になるが、それ以下にpHを低下させても凝集タン
パク質が増加しないことが判明した。
【0027】
【表4】
【0028】
【発明の効果】本発明の製造法により、免疫賦活化作用
等の生理活性を有する多糖類を高収率で含有するスピル
リナ抽出液を得ることが出来る。また、溶存タンパク質
の除去が容易となり、凍結乾燥や濃縮等の加工処理が容
易な抽出液を得ることが出来る。また沈澱凝集の防止や
防腐効果を有し保存安定性に優れるため、特に清涼飲料
剤加工用原液として最適なスピルリナ抽出液を得ること
が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1及び比較例1で得られた、スピルリナ
抽出液中の多糖類質量と抽出温度の関係を示すグラフで
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−68070(JP,A) 特開 昭60−199805(JP,A) 特開 平2−135060(JP,A) 特開 昭55−88684(JP,A) 特開 昭55−156576(JP,A) 特開 昭53−104768(JP,A) 特開 昭63−202365(JP,A) 特開 昭49−62670(JP,A) 化学大辞典,東京化学同人,1989年10 月20日,第1572頁 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A23L 2/38 A23L 1/30 A23L 1/337

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スピルリナ藻体を100℃を超える温度
    で熱水抽出した後、藻体残渣及び、当該抽出液のpHを
    タンパク質の等電点以下に調整することにより凝集する
    タンパク質を除去することを特徴とするスピルリナ抽出
    液の製造法。
  2. 【請求項2】 熱水抽出温度が105℃以上である請求
    項1記載のスピルリナ抽出液の製造法。
  3. 【請求項3】 熱水抽出温度が110℃〜130℃であ
    る請求項2記載のスピルリナ抽出液の製造法。
  4. 【請求項4】 抽出液のpHを4.5以下に調整するこ
    とを特徴とする請求項1又は2記載のスピルリナ抽出液
    の製造法。
  5. 【請求項5】 抽出液のpHを3.75〜4.25に調
    整することを特徴とする請求項4記載のスピルリナ抽出
    液の製造法。
  6. 【請求項6】 スピルリナの藻体が破砕藻体である請求
    項1記載のスピルリナ抽出液の製造法。
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