JP4113918B2 - 乾燥金時草の製造法及びそれを用いた色素の製造法 - Google Patents

Description

本発明は金時草から色素（アントシアニン）を抽出するために用いる乾燥金時草の製造方法及び当該乾燥金時草を用いた色素の製造法に関する。

金時草（キンジソウ）はキク科の多年草であり正式名称は水前寺菜（Gynura bicolor DC）という。元来、熊本県で水前寺菜として栽培されてきたが、江戸時代に石川県に伝来し、石川県では金時草として栽培されるようになった。国内で伝統的に栽培されているのは、熊本県、沖縄県、石川県であり、それぞれ呼び名も「水前寺菜」、「ハルタマ（ハンダマ）」、「金時草」と３県でさまざまである。

金時草は葉菜類であり、その葉を食する野菜であるが、葉表が緑、葉裏が赤紫色を呈しているのが特徴である。赤紫色はアントシアニンであり、当該アントシアニンはヒトを含めた動物に対して種々の生理機能を示すことが報告されており、機能性食品或いは健康維持食品として広く利用されている。しかし、これまで金時草は野菜として食されることがほとんどである。

ところで、アントシアニン色素を含有する有色馬鈴薯から食用色素を抽出するために、６０〜９５℃、６０〜１８０秒の条件でブランチング処理した後、脱水、乾燥、粉砕してアントシアニン色素を含む乾燥粉末化法が知られている（特許文献１）。
さらに、ハイビスカスの赤い花の花弁、花柱、花粉の乾燥品、又はペーストに有機酸を加えることで、赤色系着色料を製造する方法が開示されている（特許文献２）。

しかし、金時草の場合は、ブランチング処理をすると、湯水中に金時草に含まれる色素が溶出してしまうため、上記の方法は利用できない。また、金時草から色素を得る場合には、有機酸を加える必然性がなく、効果も期待できない。

特開平2001-346541号公報 特開平01-294457号公報

本発明は、石川県の伝統野菜である金時草のアントシアニン色素に注目し、この色素を食品類、菓子類、化粧品、医薬品、染色原料等として利用することを目的としており、そのために、金時草から簡易にアントシアニン色素を抽出するために用いる金時草の乾燥方法並びに当該乾燥金時草を用いた色素の製造法を提供する。

これまで、金時草のアントシアニン色素は生原料を加熱抽出して得られる抽出液をそのまま冷凍して保存し、必要な時に解凍する方法が用いられている。しかし、この方法では抽出液の保存場所の確保や金時草の収穫量が少ない期間に利用しにくい、抽出液のアントシアニン濃度の調節ができないなどの問題がある。

一方、金時草をそのまま凍結乾燥により粉末化すると、得られる粉末は緑色を呈しており、目的とするアントシアニンの赤紫色粉末は得られない。

また、金時草をそのまま熱風通風乾燥して得た乾燥品では、これを熱水抽出してもアントシアニン色素が得られず、薄茶色の抽出液が得られるだけである。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ね、その過程で金時草の葉を蒸気加熱処理して熱を通した後、熱風にて通風乾燥することによって得られる乾燥金時草が、金時草に含まれるアントシアニン系色素の抽出原料として有用であることを見出し、かかる知見に基づいて本発明を完成した。

すなわち、請求項１に記載の本発明は、金時草の葉を蒸気加熱温度が８５〜１１０℃、蒸気加熱時間が３〜８分の条件で蒸気加熱した後、熱風通風乾燥することを特徴とするアントシアニン系色素を含有し赤紫色の色調を呈する色素抽出用乾燥金時草の製造方法である。
請求項２に記載の本発明は、請求項１の方法で得られた乾燥金時草を熱水で抽出し、あるいはその抽出液を粉末化することを特徴とするアントシアニン系色素を含有する色素抽出液又は粉末の製造方法である。
請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の方法で得られたアントシアニン系色素を含有する色素抽出液又は粉末である。
請求項４に記載の本発明は、請求項３に記載の色素抽出液又は粉末を含有する食品又は食品素材である。

本発明に係る請求項１に記載の乾燥金時草の製造法は、特殊な設備や薬品を使用するものでなく、簡便で実用性の高い方法である。また、この乾燥金時草は、アントシアニン色素を簡易に、かつ何時でも利用できる形で保存することができる。さらに、この乾燥金時草から機能性を有するアントシアニン色素が得られ、これをヒトや動物の健康面を向上する目的で利用することも期待できる。さらに、乾燥金時草をそのまま袋詰めにしてティーバックとし、「金時草茶」としても利用できる。

また、本発明に係る請求項２に記載の方法によれば、当該乾燥金時草を熱水で抽出することにより、色素が得られる。なお、当該抽出液は、そのままお茶や着色料として利用できる他、抽出液のまま、あるいは当該抽出液を凍結乾燥法や噴霧乾燥法等で粉末化したものを、食品（例えば惣菜、菓子、麺類など）、飲料品（清涼飲料水、酒類など）、化粧品、医薬品などの着色料、染料等として使用できる。

さらに本発明は、アントシアニン抽出用原料として、金時草が高価な時期でなく、収穫量が多く、安価な時期や、出荷調整で捨てられる下葉を利用し、乾燥・保存しておくことができるので、実用的価値が高い。また、乾燥、抽出操作に、有機溶媒や薬品などを一切用いていないため、上記の如く、抽出液はお茶など飲料としての利用も期待できる。

以下、本発明を詳細に説明する。
請求項１に係る本発明では、金時草（水前寺菜、ハルタマ）の葉を予め水洗、脱水処理を行った後、蒸気加熱、熱風乾燥して乾燥金時草を得る。蒸気加熱では、金時草に完全に熱が通ることが重要である。これは、目的とする色素の抽出効率を向上させるために必要な条件である。
蒸気加熱は、通常８５〜１１０℃の温度で３〜８分間、好ましくは９５〜１００℃の温度で４〜６分間行う。比較的少量の金時草を処理する場合は、家庭用の電子レンジや蒸し器などを利用することができる。蒸気加熱の時間が短いと、後の抽出工程で得られる抽出液の赤紫色が薄くなったり、黒っぽくなる。また、蒸気加熱の時間が長すぎると、金時草のぬめりが出てくるので、後の乾燥作業が困難となる。このことから、蒸気加熱の時間は、蒸し器等の容量などにもよるが、４〜６分程度が好ましい。

熱風通風乾燥は、６０〜１００℃の範囲の温度で５〜１２時間行うのが適当であり、好ましくは６０〜９０℃、より好ましくは９０℃で６〜８時間行う。通常は、蒸気加熱と熱風通風乾燥は連続的に行うが、所定の間隔をあけて行っても良い。
得られた乾燥金時草は、湿気が入らないように、適当な密閉容器・密閉袋などに収納して保管する。この場合、なるべく空気を除いた状態で、冷蔵庫などの冷暗所に保管すると、長期間安定的に保存することができる。

請求項２に係る本発明は、請求項１に記載の方法により得られる乾燥金時草を用いて色素を製造する方法である。色素の抽出は、約９０〜１００℃の温度の熱水により行う。抽出時間は乾燥金時草の量などを考慮して決定するが、通常は１０分〜１時間が適当で、１５〜３０分間が好ましい。
抽出操作が終了した後、ガーゼやろ紙等でろ過することによって、抽出残渣を取り除く。なお、抽出残渣は、佃煮の原料など、食品素材として利用できる。

このようにして得られる乾燥金時草からの抽出液、抽出液粉末は請求項３、４に記載するように色素自体として、あるいは各種の食品（例えば惣菜、菓子等）、飲料品（清涼飲料水、酒類等）、又は食品素材に着色料として利用できる。さらに、化粧品、医薬品などに添加したり、染料としての利用もできる。また、乾燥金時草はそのまま袋詰めにしてティーバッグとし、「金時草茶」としても利用することもできる。

以上、本発明を金時草（水前寺菜、ハルタマ）について述べたが、本発明の方法を利用することにより、葉や茎にアントシアニン色素を含有する他の植物（例えば赤キャベツ、ツルムラサキ、赤シソ等）についても、その色素製造法として用いることができる。

以下に実施例、及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１〔乾燥金時草の製造〕
（工程１）金時草２０ｋｇを、市販の野菜洗浄剤で洗浄し、次いで水洗した。水洗いした後、ネット状の袋に入れ、洗濯機の脱水装置等で脱水した。
（工程２）家庭用蒸し器で蒸気が充分出ていることを確認し、金時草の葉１００〜２００ｇずつを約１００℃の蒸気で約４分間加熱した。なお、このときの金時草量は使用する蒸し器の大きさに合わせて決め、蒸気加熱時間についても金時草に完全に火が通る最低時間（４〜６分間）とすべきである。
（工程３）蒸した金時草を乾燥機備え付けの網に広げ、９０℃で６〜８時間熱風通風乾燥し、完全に乾かした。この工程で得られた乾燥金時草は２ｋｇ（金時草生葉の約１０％重量）であった。

実施例２〔乾燥金時草からの色素抽出法〕
乾燥金時草を熱水（約１００℃）で１５〜３０分間抽出し、得られた抽出液をガーゼでろ過し、固形物等を除いた。このときの乾燥金時草量は、色素の使用目的を考慮して適宜決定すればよい。これにより、抽出液の色の濃淡を調整できる。この抽出液は、そのままで、あるいは定法により粉末化して色素として用いられる。

比較例１〔乾燥金時草からの抽出液の色調測定法〕
金時草生葉５０ｇを５００ｍｌの沸騰水で３０分間抽出して抽出液１を得た。この抽出液をガーゼでろ過し、水で全量を５００ｍｌに合わせた。また、金時草生葉５０ｇを９０℃の熱風にて通風乾燥して得た乾燥金時草について、同様の方法で抽出して抽出液２を得た。これらの溶液の色を色彩色差計（日本電色工業社製 SZ−Σ80）により測定し、色調 L^*、a^*、b^*値を求めた。さらに、彩度c（赤紫色）を下記の計算式で算出した。ただし、a^*の値は＋（プラス）、b^*の値は−（マイナス）でなければならない。結果を表１に示す。

実施例３
金時草生葉５０ｇを約１００℃の蒸気で、それぞれ１、２、３又は５分間加熱した後、９０℃で６時間の熱風通風乾燥処理して乾燥した。しかる後、得られた各乾燥金時草全量について比較例１の方法で抽出し、抽出液３、４、５及び６を得た。
このようにして得た抽出液１〜６について比較例１と同様にして色調測定を行った。結果を表１に示す。

比較例２
金時草生葉をそのまま９０℃で熱風通風乾燥して得た乾燥金時草２ｇに熱湯１８０ｍｌを入れ、５分間抽出し、抽出液７を得た。なお、この抽出方法は煎茶の標準審査法に基づく抽出法である。

実施例４
金時草生葉を５分間の蒸気加熱後、９０℃で６時間熱風通風乾燥して得た乾燥金時草２ｇを比較例２の抽出方法で抽出し、抽出液８を得た。

表１の結果から、金時草生葉を蒸気加熱しないで熱風通風乾燥して得た乾燥金時草を用いて製造した抽出液２は、赤紫色をほとんど示さない薄茶色であるのに対し、金時草生葉を蒸気加熱した後、熱風通風乾燥して得た乾燥金時草より得られた抽出液３，４，５及び６は赤紫色を呈している。
金時草生葉より抽出して得た抽出液１と抽出液３，４，５及び６を比較すると、彩度ｃは、蒸気加熱を３分間行った後、乾燥を行ったものを用いて得た抽出液５の値が最も抽出液１の値と近いものであった。
一方、抽出液７は抽出液２と同様に薄茶色を呈し、赤紫色は認められなかったが、抽出液８は赤紫色を呈しており、抽出液６の色と近似していた。

実施例５〔金時草抽出液成分の高速液体クロマトグラフィーによる分析〕
金時草抽出液７、抽出液８について、高速液体クロマトグラフィー（以下HPLC）で分析を行った。測定条件はカラム：Inertsil ODS-3V（φ4.6x150mm、GL Science社製）、移動層：１％酢酸水溶液（A) ／１％酢酸アセトニトリル（B)＝７５／１５でBの濃度を測定０〜５分までは１５％、さらに３０分で７０％まで直線的にグラジエント溶出、流速：１ｍｌ／ｍｉｎ、カラム温度：４０℃、検出波長：２８０ｎｍ、５３０ｎｍで行った。なお、２８０ｎｍはアントシアニンとそれ以外のポリフェノール類、タンパク質などの検出に、５３０ｎｍはアントシアニンの検出に用いた。
抽出液７の測定結果を図１（２８０ｎｍ検出）、図２（５３０ｎｍ検出）に、抽出液８の測定結果を図３（２８０ｎｍ検出）、図４（５３０ｎｍ検出）に示す。

５３０ｎｍでのデータで抽出液７（図２）と抽出液８（図４）を比較すると、抽出液８ではアントシアニンのピークが２４分付近に確認できるが、抽出液７では確認できない。
また、２８０ｎｍでのデータでも、抽出液７（図１）の２４分付近に何もピークが確認できないが、抽出液８（図３）ではアントシアニンのサブピークが認められる。このことは、金時草を生葉のまま熱風通風乾燥しても金時草の赤紫色の色素は得られないが、生葉を蒸気加熱した後、熱風通風乾燥することで、乾燥金時草から赤紫色の色素が得られることを示している。

実施例６〔金時草生葉からの凍結乾燥法による色素粉末製造〕
金時草生葉１００ｇを１リットルの熱水で３０分間抽出した後、抽出液をガーゼでろ過して残さを取り除いた。得られた抽出液をエバポレーターで約１／５量まで減圧濃縮し、得られた濃縮液を凍結乾燥して粉末化した。
得られた金時草抽出液粉末は約２ｇ（収率２％）であった。この粉末は、赤紫色を呈していた。これに対して、金時草生葉をそのまま凍結乾燥し、粉末化して得た粉末は、緑色を呈していた。

実施例７〔乾燥金時草からの噴霧乾燥法による色素粉末大量製造〕
（工程１）乾燥金時草約９００ｇ（金時草生葉９ｋｇ）を１０〜１２リットルの熱水で１５〜３０分間抽出した。
（工程２）得られた抽出液を濾布式の遠心分離機にてろ過し、さらにろ液は３０号篩にて残さを取り除いた。
（工程３）このようにして得られた抽出液を定法の噴霧乾燥法により粉末化した。なお、噴霧乾燥機はディスク式噴霧方式で、送液速度は１１００ｍｌ／ｈｒ、乾燥温度は入り口温度１５８〜１６０℃、出口温度９０〜９４℃で行った。その結果、得られた金時草抽出液粉末は１２２ｇ（収率：１．３６％）であった。

本発明によれば、石川県の伝統野菜である金時草から簡易にアントシアニン色素を抽出するために用いる金時草の乾燥方法並びに当該乾燥金時草を用いた色素の製造法が提供される。このアントシアニン色素は、食品・食品素材や化粧品、医薬品などに着色料として利用される他、染料としても利用できる。
したがって、食品分野をはじめとして広範な利用が期待される。

抽出液７のHPLC分析の図（検出波長：280nm）である。 抽出液７のHPLC分析の図（検出波長：530nm）である。 抽出液８のHPLC分析の図（検出波長：280nm）である。 抽出液８のHPLC分析の図（検出波長：530nm）である。

Claims (4)

1. 金時草の葉を蒸気加熱温度が８５〜１１０℃、蒸気加熱時間が３〜８分の条件で蒸気加熱した後、熱風通風乾燥することを特徴とするアントシアニン系色素を含有し赤紫色の色調を呈する色素抽出用乾燥金時草の製造方法。
2. 請求項１の方法で得られた乾燥金時草を熱水で抽出し、あるいはその抽出液を粉末化することを特徴とするアントシアニン系色素を含有する色素抽出液又は粉末の製造方法。
3. 請求項２に記載の方法で得られたアントシアニン系色素を含有する色素抽出液又は粉末。
4. 請求項３に記載の色素抽出液又は粉末を含有する食品又は食品素材。

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