JP3563719B2 - 超臨界流体抽出方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料中の目的成分を抽出する超臨界流体抽出方法に関し、特に目的外成分の抽出を抑制する超臨界流体抽出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
試料中の目的成分を抽出する方法として、超臨界流体抽出方法が知られている。超臨界流体抽出方法は、超臨界状態になった水や二酸化炭素でもって、有機物の高速抽出を可能にするものである。例えば、コーヒー豆を充填した抽出管に、超臨界状態の二酸化炭素を流し込むと、コーヒー豆からカフェインを抽出できることが知られている。ここに、超臨界状態とは、水や二酸化炭素などの物質を超高温かつ超高圧にすることによって、図６に示すように、気体Ｇでも液体Ｌでもない特殊な超臨界流体Ｒの状態になることである。
【０００３】
上記超臨界流体抽出方法を図５で説明すると、ボンベ１２、１４、１６内に二酸化炭素、混合ガスＡ、Ｂを収納し、これら抽出溶媒（抽出用加圧流体）を高圧ポンプ２４を介して下流側バルブ３９に送って、プレヒータ４０で加熱した後、抽出管１０内の試料中の目的成分を抽出するようにしている。この場合、試料はポリアクリルアミドと混合して固定している。
【０００４】
抽出した目的成分は、圧力隔離弁４４を経て分析トラップ５０に移動保持している。更に、溶出ポンプ６８側から送られる溶出用溶媒（ジクロロメタン、クロロホルム）により、抽出成分を容器７０に搬送して貯留している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この超臨界流体抽出方法では、試料たとえば農産物中の残留農薬を抽出する場合、残留農薬と共に色素や油脂などが抽出される。このため、同時に抽出される色素などが妨害成分となって、目的成分である残留農薬の分析精度を低下させるという問題があった。分析精度の低下を防止するには、色素や油脂などの妨害成分が抽出されないようにすることが必要である。
【０００６】
そこで、妨害成分の抽出を抑制する一つの手段として、抽出装置内の温度や圧力などの抽出条件を変えることがある。このようにすると、目的成分を優先的に抽出することができる。しかし、この方法では妨害成分の抽出を抑制する効果が低く、目的成分の抽出率が良くないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、その目的は、妨害成分の抽出抑制効果を高め、目的成分の抽出率を向上させることができる超臨界流体抽出方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的達成のため、本発明による超臨界流体抽出方法は、担体であるグラファイトに試料を混合して試料中の目的外成分を吸着させた後、目的成分を抽出することを特徴とする。グラファイトは、担体の全部又は一部を構成するもので、目的外成分に対して強い吸着力を有する。この場合、グラファイトを植物繊維に混ぜて成形し、これを担体として用いることができる。
【０００９】
本発明の対象とする試料中の成分には、農薬、ビタミン、その他微量含有成分が含まれる。本発明に係る担体は、吸着能を有する無定形炭素であるグラファイトで作製し、このグラファイトに試料を混合して目的外成分をグラファイトに吸着・保持できるようにする。
【００１０】
吸着後、上記超臨界流体抽出装置により目的成分を抽出する。担体であるグラファイトは、単に担体として機能するだけでなく、試料中の目的外成分を選択的に吸着して保持する添加剤、いわゆる目的外成分用吸着添加剤として機能する。本発明では、超臨界流体抽出装置及び抽出溶媒の種類は特に限定されず、抽出条件等に応じて選定する。
【００１１】
このように本発明では、目的外成分用吸着剤としてのグラファイトに試料を混合させることで、試料中の妨害成分が、グラファイトに強く吸着されて抽出されにくくなる。したがって、妨害成分を実質的に吸着除去した後に抽出することで
試料中の目的成分が優先的に抽出され、目的成分の抽出割合が増大する。
【００１２】
グラファイトを植物繊維（パルプ）に混ぜて円盤状に成形することができる。この場合、円盤状のグラファイトを抽出管の出口側に置くことが好ましい。これにより、妨害成分の抽出抑制効果が十分得られ、それに応じて目的成分の抽出率が向上する。併せて、抽出後の廃棄試料は、可燃物として処理できる利点を有する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施例に係る抽出管を示す断面図、図２は本発明の実施例に係る抽出管の他の構成（円盤状グラファイトを使用）を示す断面図、図３は本発明の実施例に係る試料の抽出結果を示すデータ分析図、図４は比較例に係る試料の抽出結果を示すデータ分析図である。
【００１４】
【実施例】
本実施例は、選択的吸着能をもつ無定形炭素のグラファイトを担体として用い、このグラファイトを抽出管の出口側に置いて、これに試料である農産物を混合した後、抽出管内部に置いて、図５と同じ構造の超臨界流体抽出装置を用いて、農産物中の残留農薬を抽出し定容したものである。これにより、目的外成分をグラファイトに選択的に吸着した後、目的成分の残留農薬を高率に抽出することができる。
【００１５】
先ず、グラファイト４を粉状ないし繊維状に加工し、これを担体として用いた。ついで、グラファイト４を農産物（試料）と適量混和したもの１を、図１に示すように、抽出管１０内の適宜位置に装着充填した。この場合、グラファイト４をパルプ繊維２と混合して円盤形状に成形し、この成形品を担体として用いてもよい（図２参照））。尚、グラファイト４と農産物の混合比は、農産物の物性等に応じて最適比に設定した。
【００１６】
このあと、抽出用高圧流体である抽出溶媒３、すなわち超臨界状態の二酸化炭素又は水を抽出管１０の入口側から送り込んだ。これにより、農産物中の色素や油脂等の妨害物質６がグラファイト４に強く吸着されたまま、農産物中の残留農薬５が図外の分析トラップに捉えられた。この後、分析トラップに溶出溶媒を送り込んで、残留農薬５を容器に回収した。
【００１７】
具体的な実験では、添加物（グラファイト）の有無による抽出比較を行った。ここでは、試料としてほうれん草を用い、これに目的成分イソフェンホスを添加したものを２つ作製した。その一方のサンプルについては、担体であるグラファイト４と混和した後、上記超臨界流体抽出方法に従ってイソフェンホスを抽出した（実施例）。もう一方のサンプルについては、グラファイトなしの担体、具体的にはポリアクリルアミド担体に混和した後、上記超臨界流体抽出方法に従ってイソフェンホスを抽出した（比較例）。抽出後、実施例および比較例について、抽出物質を機器分析した。これらの抽出分析チャートを図３、図４に示す。ただし、両図の横軸は時間（単位：分）、縦軸は成分抽出量（単位：機器毎の相対感度）である。
【００１８】
図３から明らかなように、実施例では目的外成分（色素又は油脂）６の抽出が大幅に抑制されたのに対して、目的成分（イソフェンホス）５の抽出は大幅に上昇した。一方、比較例では図４に示すように、目的外成分６の抽出が高かったのに対して、目的成分５の抽出は実施例に較べてかなり低下した。
【００１９】
これにより、グラファイト４を加えて抽出した場合は、グラファイトなしで抽出した場合よりも、目的外成分６の抽出が大幅に抑制され、かつ目的成分５の抽出割合が著しく増大することが明らかになった。これは、グラファイト４を加えて抽出した場合、試料中の妨害成分６がグラファイト４に強く吸着し保持され、妨害成分６の抽出が阻害されたことによると考えられる。
【００２０】
また、グラファイト４をパルプ繊維２と混合してディスク状に成形し、これを抽出管１０の出口付近に置いて、上記同様にほうれん草を抽出した場合（図２参照）でも、試料中の妨害成分６の抽出が著しく抑制され、目的成分５の抽出割合が従来に較べて増加した。
本実施例は、農産物中の残留農薬５を分析する際に、妨害となる色素などの成分６が抽出されないように、吸着添加剤のグラファイト４を予め試料に混合しておくことにより、目的とする残留農薬５を高率で抽出することができる。
【００２１】
尚、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の応用変形例が可能である。たとえば試料としては野菜の他に穀物、果実、花卉類などの農産物や畜産物のほか各種加工食品、医薬品などにも幅広く適用することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上の如く本発明の超臨界流体抽出方法によれば、試料をグラファイトと混合して、目的外成分を吸着させたのち目的成分を抽出することにより、試料中の妨害成分の抽出を抑制することができ、従来に比べて目的成分の抽出率を大幅に高めることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る抽出管の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る抽出管の他の構成（円盤状グラファイトを使用）を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例に係る試料の抽出結果を示すデータ分析図である。
【図４】比較例に係る試料の抽出結果を示すデータ分析図である。
【図５】超臨界流体抽出装置の全体システムを説明する流路図である。
【図６】超臨界状態を説明する物質状態図である。
【符号の説明】
１ 農産物（試料）とグラファイトを混和したもの
２ パルプ繊維
３ 抽出溶媒（二酸化炭素）
４ グラファイト
５ 目的成分（残留農薬）
６ 目的外成分
１０ 抽出管
１２ ボンベ
１４ ボンベ
１６ ボンベ
２４ 高圧ポンプ
３９ 下流側バルブ
４０ プレヒータ
４４ 圧力隔離弁
５０ 分析トラップ
６８ 溶出ポンプ
７０ 容器
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料中の目的成分を抽出する超臨界流体抽出方法に関し、特に目的外成分の抽出を抑制する超臨界流体抽出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
試料中の目的成分を抽出する方法として、超臨界流体抽出方法が知られている。超臨界流体抽出方法は、超臨界状態になった水や二酸化炭素でもって、有機物の高速抽出を可能にするものである。例えば、コーヒー豆を充填した抽出管に、超臨界状態の二酸化炭素を流し込むと、コーヒー豆からカフェインを抽出できることが知られている。ここに、超臨界状態とは、水や二酸化炭素などの物質を超高温かつ超高圧にすることによって、図６に示すように、気体Ｇでも液体Ｌでもない特殊な超臨界流体Ｒの状態になることである。
【０００３】
上記超臨界流体抽出方法を図５で説明すると、ボンベ１２、１４、１６内に二酸化炭素、混合ガスＡ、Ｂを収納し、これら抽出溶媒（抽出用加圧流体）を高圧ポンプ２４を介して下流側バルブ３９に送って、プレヒータ４０で加熱した後、抽出管１０内の試料中の目的成分を抽出するようにしている。この場合、試料はポリアクリルアミドと混合して固定している。
【０００４】
抽出した目的成分は、圧力隔離弁４４を経て分析トラップ５０に移動保持している。更に、溶出ポンプ６８側から送られる溶出用溶媒（ジクロロメタン、クロロホルム）により、抽出成分を容器７０に搬送して貯留している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この超臨界流体抽出方法では、試料たとえば農産物中の残留農薬を抽出する場合、残留農薬と共に色素や油脂などが抽出される。このため、同時に抽出される色素などが妨害成分となって、目的成分である残留農薬の分析精度を低下させるという問題があった。分析精度の低下を防止するには、色素や油脂などの妨害成分が抽出されないようにすることが必要である。
【０００６】
そこで、妨害成分の抽出を抑制する一つの手段として、抽出装置内の温度や圧力などの抽出条件を変えることがある。このようにすると、目的成分を優先的に抽出することができる。しかし、この方法では妨害成分の抽出を抑制する効果が低く、目的成分の抽出率が良くないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、その目的は、妨害成分の抽出抑制効果を高め、目的成分の抽出率を向上させることができる超臨界流体抽出方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的達成のため、本発明による超臨界流体抽出方法は、担体であるグラファイトに試料を混合して試料中の目的外成分を吸着させた後、目的成分を抽出することを特徴とする。グラファイトは、担体の全部又は一部を構成するもので、目的外成分に対して強い吸着力を有する。この場合、グラファイトを植物繊維に混ぜて成形し、これを担体として用いることができる。
【０００９】
本発明の対象とする試料中の成分には、農薬、ビタミン、その他微量含有成分が含まれる。本発明に係る担体は、吸着能を有する無定形炭素であるグラファイトで作製し、このグラファイトに試料を混合して目的外成分をグラファイトに吸着・保持できるようにする。
【００１０】
吸着後、上記超臨界流体抽出装置により目的成分を抽出する。担体であるグラファイトは、単に担体として機能するだけでなく、試料中の目的外成分を選択的に吸着して保持する添加剤、いわゆる目的外成分用吸着添加剤として機能する。本発明では、超臨界流体抽出装置及び抽出溶媒の種類は特に限定されず、抽出条件等に応じて選定する。
【００１１】
このように本発明では、目的外成分用吸着剤としてのグラファイトに試料を混合させることで、試料中の妨害成分が、グラファイトに強く吸着されて抽出されにくくなる。したがって、妨害成分を実質的に吸着除去した後に抽出することで
試料中の目的成分が優先的に抽出され、目的成分の抽出割合が増大する。
【００１２】
グラファイトを植物繊維（パルプ）に混ぜて円盤状に成形することができる。この場合、円盤状のグラファイトを抽出管の出口側に置くことが好ましい。これにより、妨害成分の抽出抑制効果が十分得られ、それに応じて目的成分の抽出率が向上する。併せて、抽出後の廃棄試料は、可燃物として処理できる利点を有する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施例に係る抽出管を示す断面図、図２は本発明の実施例に係る抽出管の他の構成（円盤状グラファイトを使用）を示す断面図、図３は本発明の実施例に係る試料の抽出結果を示すデータ分析図、図４は比較例に係る試料の抽出結果を示すデータ分析図である。
【００１４】
【実施例】
本実施例は、選択的吸着能をもつ無定形炭素のグラファイトを担体として用い、このグラファイトを抽出管の出口側に置いて、これに試料である農産物を混合した後、抽出管内部に置いて、図５と同じ構造の超臨界流体抽出装置を用いて、農産物中の残留農薬を抽出し定容したものである。これにより、目的外成分をグラファイトに選択的に吸着した後、目的成分の残留農薬を高率に抽出することができる。
【００１５】
先ず、グラファイト４を粉状ないし繊維状に加工し、これを担体として用いた。ついで、グラファイト４を農産物（試料）と適量混和したもの１を、図１に示すように、抽出管１０内の適宜位置に装着充填した。この場合、グラファイト４をパルプ繊維２と混合して円盤形状に成形し、この成形品を担体として用いてもよい（図２参照））。尚、グラファイト４と農産物の混合比は、農産物の物性等に応じて最適比に設定した。
【００１６】
このあと、抽出用高圧流体である抽出溶媒３、すなわち超臨界状態の二酸化炭素又は水を抽出管１０の入口側から送り込んだ。これにより、農産物中の色素や油脂等の妨害物質６がグラファイト４に強く吸着されたまま、農産物中の残留農薬５が図外の分析トラップに捉えられた。この後、分析トラップに溶出溶媒を送り込んで、残留農薬５を容器に回収した。
【００１７】
具体的な実験では、添加物（グラファイト）の有無による抽出比較を行った。ここでは、試料としてほうれん草を用い、これに目的成分イソフェンホスを添加したものを２つ作製した。その一方のサンプルについては、担体であるグラファイト４と混和した後、上記超臨界流体抽出方法に従ってイソフェンホスを抽出した（実施例）。もう一方のサンプルについては、グラファイトなしの担体、具体的にはポリアクリルアミド担体に混和した後、上記超臨界流体抽出方法に従ってイソフェンホスを抽出した（比較例）。抽出後、実施例および比較例について、抽出物質を機器分析した。これらの抽出分析チャートを図３、図４に示す。ただし、両図の横軸は時間（単位：分）、縦軸は成分抽出量（単位：機器毎の相対感度）である。
【００１８】
図３から明らかなように、実施例では目的外成分（色素又は油脂）６の抽出が大幅に抑制されたのに対して、目的成分（イソフェンホス）５の抽出は大幅に上昇した。一方、比較例では図４に示すように、目的外成分６の抽出が高かったのに対して、目的成分５の抽出は実施例に較べてかなり低下した。
【００１９】
これにより、グラファイト４を加えて抽出した場合は、グラファイトなしで抽出した場合よりも、目的外成分６の抽出が大幅に抑制され、かつ目的成分５の抽出割合が著しく増大することが明らかになった。これは、グラファイト４を加えて抽出した場合、試料中の妨害成分６がグラファイト４に強く吸着し保持され、妨害成分６の抽出が阻害されたことによると考えられる。
【００２０】
また、グラファイト４をパルプ繊維２と混合してディスク状に成形し、これを抽出管１０の出口付近に置いて、上記同様にほうれん草を抽出した場合（図２参照）でも、試料中の妨害成分６の抽出が著しく抑制され、目的成分５の抽出割合が従来に較べて増加した。
本実施例は、農産物中の残留農薬５を分析する際に、妨害となる色素などの成分６が抽出されないように、吸着添加剤のグラファイト４を予め試料に混合しておくことにより、目的とする残留農薬５を高率で抽出することができる。
【００２１】
尚、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の応用変形例が可能である。たとえば試料としては野菜の他に穀物、果実、花卉類などの農産物や畜産物のほか各種加工食品、医薬品などにも幅広く適用することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上の如く本発明の超臨界流体抽出方法によれば、試料をグラファイトと混合して、目的外成分を吸着させたのち目的成分を抽出することにより、試料中の妨害成分の抽出を抑制することができ、従来に比べて目的成分の抽出率を大幅に高めることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る抽出管の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る抽出管の他の構成（円盤状グラファイトを使用）を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例に係る試料の抽出結果を示すデータ分析図である。
【図４】比較例に係る試料の抽出結果を示すデータ分析図である。
【図５】超臨界流体抽出装置の全体システムを説明する流路図である。
【図６】超臨界状態を説明する物質状態図である。
【符号の説明】
１ 農産物（試料）とグラファイトを混和したもの
２ パルプ繊維
３ 抽出溶媒（二酸化炭素）
４ グラファイト
５ 目的成分（残留農薬）
６ 目的外成分
１０ 抽出管
１２ ボンベ
１４ ボンベ
１６ ボンベ
２４ 高圧ポンプ
３９ 下流側バルブ
４０ プレヒータ
４４ 圧力隔離弁
５０ 分析トラップ
６８ 溶出ポンプ
７０ 容器
Claims (1)
- 超臨界状態の抽出溶媒を用いて試料中の目的成分を抽出する超臨界流体抽出方法であって、
上記試料中の目的外成分の抽出を抑制すべく担体であるグラファイトに上記試料を混合して同試料中の目的外成分を該グラファイトに選択的に吸着させた後、
上記超臨界状態の抽出溶媒を用いて上記試料中の目的成分を抽出することを特徴とする、超臨界流体抽出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001285890A JP3563719B2 (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 超臨界流体抽出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001285890A JP3563719B2 (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 超臨界流体抽出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003090833A JP2003090833A (ja) | 2003-03-28 |
| JP3563719B2 true JP3563719B2 (ja) | 2004-09-08 |
Family
ID=19108963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001285890A Expired - Fee Related JP3563719B2 (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 超臨界流体抽出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3563719B2 (ja) |
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| CN107064353A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-08-18 | 防城港出入境检验检疫局综合技术服务中心（广西国际旅行卫生保健中心防城港分中心） | 一种大豆除草剂检测液制备方法及残留量的测定方法 |
Family Cites Families (12)
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|---|---|---|---|---|
| JPH0725690Y2 (ja) * | 1989-01-30 | 1995-06-07 | 株式会社堀場製作所 | 試料中のアルゴン分析装置 |
| JP2799187B2 (ja) * | 1989-06-01 | 1998-09-17 | 三菱化学株式会社 | 多孔性黒鉛質炭素粒状体及びそれを用いたクロマトグラフィー用支持材料 |
| JP2795507B2 (ja) * | 1990-01-19 | 1998-09-10 | 新日本製鐵株式会社 | 水処理方法 |
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| JPH09223166A (ja) * | 1996-02-15 | 1997-08-26 | Toray Ind Inc | 分子または分子集合体の構造の解析方法および解析装置 |
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| JP2000345371A (ja) * | 1999-06-10 | 2000-12-12 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 炭素薄膜／金属複合材料及びその製造方法 |
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| JP2002204901A (ja) * | 2001-01-10 | 2002-07-23 | Osaka Gas Co Ltd | 有機ハロゲン化合物の抽出方法およびこれを用いる有機ハロゲン化合物の分析方法 |
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2001
- 2001-09-19 JP JP2001285890A patent/JP3563719B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2003090833A (ja) | 2003-03-28 |
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