JP4698792B2

JP4698792B2 - キノコの抽出液から重金属を除去する方法

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Publication number: JP4698792B2
Application number: JP2000076703A
Authority: JP
Inventors: 宏行山羽; 康夫間嶋; 彰夫物部; 友則堅田
Original assignee: Nippon Menard Cosmetic Co Ltd
Current assignee: Nippon Menard Cosmetic Co Ltd
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2020-03-17
Also published as: JP2001259303A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キノコの抽出液から重金属を除去する方法に関し、より詳しくは、食品、化粧品、医薬部外品、医薬品等に利用されるキノコ類の抽出液から有害金属物質とされるカドミウムなどの重金属を除去する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、重金属による環境汚染が問題になり、その毒性や吸収、蓄積に関する研究が多くされている。食品に関しては、食物連鎖を介して高濃度の重金属がヒトに経口的に摂取されるため問題となっている。特に、カドミウムについては、自然界に多く分布しているため、食品が人体への侵入元になる場合が多い。植物及び動物の抽出液に含まれる重金属は、無機体のみではなく、タンパク質と結合した有機金属になっていることが多く、カドミウムに関しては、タンパク質と結合したメタロチオネインと呼ばれる化学形態で存在している。
【０００３】
非汚染地区における食品中のカドミウムの濃度は、平均値で０．００５〜０．１ｐｐｍ湿重量であり、穀物、野菜類では０．００１〜０．２ｐｐｍ、動物性食品では、可食部である筋肉部分で、０．５ｐｐｍ以下という報告がある（総合食品安全事典編集委員会編、総合食品安全事典、株式会社産業調査会、１９９４、ｐｐ．３５２−３５６）。また、日本では、摂取する頻度の高い米について０．４ｐｐｍ未満のものを食用としている。
【０００４】
しかし、一部の魚介類及び動物の内臓部分には１００ｐｐｍを越えるものもあり、カキ、ホタテ、イカ、タコ、カニの内臓部、牛や豚の腎臓部分に多く検出されている。また、キノコは一般の植物に比べ、土壌に起因するとされる重金属を多少に拘らず蓄積する特徴がある。なかでもアガリクス・ブラゼイ・ムリル（学名：ＡｇａｒｉｃｕｓｂｌａｚｅｉＭｕｒｉｌｌ）及びマッシュルーム（学名：Ａｇａｒｉｃｕｓｂｉｓｐｏｒｕｓ）に代表されるハラタケ科のキノコは高濃度の重金属を蓄積する特徴がある。これらのカドミウムを多く含む食品を長期間摂取すると、人の肝臓や腎臓に蓄積され、腎障害や骨軟化症などの障害が発生しやすくなり、好ましくない。
【０００５】
重金属に汚染された食品等から重金属を除去する代表的な方法には、苛性ソーダや消石灰等を加え重金属イオンを水酸化物として沈殿除去する方法や、凝集剤による凝集沈殿法があるが、これらの方法では生体に無害な量まで除去することは困難であり、重金属以外の成分までも変化させてしまうおそれがある。また、イオン交換樹脂等を用いて吸着除去する方法があるが、選択性を欠くこと、交換容量が小さいこと、高価であり、使用時及び再生時に臭いが強いものがあるため問題がある。
【０００６】
また、重金属による汚染米の浄化方法（特開昭５２−９０６４９）や魚介類のアミノ酸液から重金属類を除去する方法（特開平６−１０６１５５）等が考案されている。これらの方法は、いずれもキレート剤を用いて除去しているが、キレート剤と結合した重金属を取り除くのに、メチルイソブチルケトン等の有機溶剤を使用するか、固液分離し、水での洗浄をしている。このような方法では、残留した有機溶剤を完全に除去することは困難であり、水での洗浄も完全に残留した重金属を除去することは難しい。
【０００７】
また、重金属を含まない培地でキノコを栽培することにより、重金属の汚染の少ないキノコを栽培する方法（特開平４−１５２８１８、特開平１０−１６４９７７）が報告されている。しかし、人工培地を用いた栽培では規模の拡大が難しく、食品としての需要に足りないと共に、栽培管理に手間がかかり、費用も通常の栽培に比べてかかる。更に、培地に利用するおが粉、フスマ、米ヌカ等及びクヌギ、ナラ、コナラ、ブナ等の原木の重金属汚染にも注意が必要で、安全性に問題のない微量の重金属汚染でも、重金属を蓄積するキノコの性質から、生育したキノコは重金属を多く含む可能性がある。また、土壌での栽培についても、近年汚染の少ない土壌は少なく、汚染を浄化するのにも長い時間を要する。
【０００８】
アパタイトを用いて重金属を除去した例としては、液中の重金属イオンの除去方法（特公昭５６−３８２７３）や浄水器（特開平７−１７８３９０）等で利用されている。しかしながら、これらの利用例は、液中に溶解した重金属イオンをアパタイトに吸着して除去したもので、植物及び動物の抽出液に含まれるようなタンパク質と結合した重金属の除去に利用した例はない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、産業的に利用し、実用上満足し得るようなキノコの抽出液から重金属を除去する方法は知られていなかった。このような事情により、本発明は、食品等に使用されるキノコの抽出液において、抽出液に含まれるカドミウム等の重金属を除去することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らはキノコの抽出液から重金属を除去する方法を鋭意検討した結果、キノコの抽出液にアパタイトを作用させ、前記抽出液に含まれる重金属を除去する方法を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、キノコの抽出液にアパタイトを作用させることを特徴とするキノコの抽出液から重金属を除去する方法である。
【００１２】
本発明でいう重金属とは、比重が４．０以上の金属を意味しており、酸化物や硫化物などの化合物や糖、タンパク質などの有機物と結合した有機金属体も含まれる。具体的には、重金属として亜鉛、アンチモン、カドミウム、クロム、コバルト、水銀、スズ、鉄、銅、鉛、ニッケル、マンガン等が挙げられる。なかでも亜鉛、カドミウム、鉄、銅、鉛、マンガンの除去効果が高い。
【００１３】
本発明で用いられるキノコは、食用とされるキノコならば何れでもよい。キノコとしてはアガリクス・ブラゼイ・ムリル、エノキタケ、カワラタケ、キクラゲ、シイタケ、シメジ、チョレイ、トウチュウカソウ、ナメコ、ハツタケ、ヒラタケ、フクロタケ、ブクリョウ、マイタケ、マッシュルーム、マツタケ、霊芝等が挙げられるが、アガリクス・ブラゼイ・ムリルが特に好ましい。
【００１４】
本発明で用いられるキノコの抽出液とは、調製方法は特に限定されず、例えば、加熱抽出したものであっても良いし、常温抽出したものであっても良い。抽出する溶媒としては、特に限定しないが、好ましくは水又はエタノールが良い。これらの溶媒は１種でも２種以上を混合して用いても良い。また、必要に応じて、塩酸、クエン酸、酒石酸等の酸や水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリを加え、ｐＨを調整しても良い。また、市販の抽出エキス粉末を上記溶媒で溶解しても良い。
【００１５】
本発明で用いられるアパタイトは天然又は合成のもので、その化学式はＭ_１０（ＰＯ_４）_６Ｘ_２であり、ＭとしてはＣａ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ａｌ等があり、ＸとしてはＦ、Ｃｌ、ＯＨ等の各元素が結合しているもので、これを粉状又は粒状にして用いるとよい。特に、歯や骨などの生体硬組織の主成分であるヒドロキシアパタイト［化学式Ｃａ_１０（ＰＯ_４）_６（ＯＨ）_２］や、リン鉱石の主要鉱物であるフッ化アパタイト［化学式Ｃａ_１０（ＰＯ_４）_６Ｆ_２］が入手しやすく、好ましい。使用するアパタイトの粒径及び粒子形態については特に限定しないが、多孔質で表面積が大きく、結晶性の低いものが、重金属除去効果が高くなるため、好ましい。
【００１６】
本発明で用いられるアパタイトの使用量は、処理をするキノコの抽出液中の固形分量、固形分中の重金属含有量及び除去程度によって異なるが、一般的には固形分に対し、０．１重量％以上が適しており、好ましくは１〜３００重量％が良く、更に好ましくは１０〜３００重量％が良い。０．１重量％未満では十分に効果が発揮されにくい。３００重量％を越えて配合した場合、効果の増強はわずかであり、不経済である。アパタイトを作用させる方法としては、処理をするキノコの抽出液に直接添加して攪拌又は浸積する方法やカラムに充填して液を通す方法、フィルターに添加して液を通す方法等があり、特に問わないが、処理の簡便さと大量処理が可能である点で、キノコの抽出液に直接添加し、攪拌をする方法が好ましい。また、添加の方法については、予め加えておいても、製造途中で添加しても良く、作業性を考えて適宜選択すれば良い。また、一回で添加しなくても、数回に分けて添加しても良い。
【００１７】
処理をする温度は、室温でも加熱をしてもよいが、好ましくは７０〜１００℃まで加熱して処理をした方が効率的に重金属を除去することができる。また、加圧容器等を用いて、加圧下１００℃以上で行うこともでき、一般的には温度が高いほど効率よく除去することができる。処理をする液の固形分濃度は特に限定しないが、１〜１０重量％の濃度に調整して処理をした方が、処理によるロスも少なく、好ましい。液のｐＨは、アパタイトが酸性領域で溶解するため、ｐＨ３以上が好ましい。また、処理後のアパタイトは、ろ過、遠心分離等の一般的な方法で除去できる。
【００１８】
本発明の方法で得られる重金属を除去したキノコの抽出物は、処理後のアパタイトを除去した後、そのまま利用しても良く、必要に応じて濃縮、希釈、ろ過等の処理をしても良い。更には、濃縮乾固、噴霧乾燥、凍結乾燥等の処理を行い、乾燥物として用いても良い。また、本発明の方法は、重金属の除去が必要とされるものならばいずれにも用いることができ、食品、化粧品、医薬部外品、医薬品等に利用することができる。更に、廃液等の処理にも利用できる。
【００１９】
【実施例】
次に本発明を詳細に説明するため、本発明の実施例を挙げるが、本発明はこれに限定されるものではない。実施例の％とは重量％を示す。
【００２０】
実施例１アガリクス・ブラゼイ・ムリルの抽出液から重金属を除去する方法
アガリクス・ブラゼイ・ムリルの子実体の乾燥物１ｋｇに水２０ｋｇを加え、９５〜１００℃で２時間抽出した後、不溶解分をろ過して除く。ろ液を濃縮し、液の固形分濃度を６％に調整した後、表１に示す条件でヒドロキシアパタイトを加え、攪拌しながら２時間煮沸する。冷却した後、重金属を吸着したヒドロキシアパタイトをろ過して除き、ろ液を凍結乾燥して、アガリクス・ブラゼイ・ムリルの抽出物を得た。
【表１】

【００２１】
比較例１アガリクス・ブラゼイ・ムリルの抽出物の製造方法
ヒドロキシアパタイトを添加せずに、実施例１と同様に製造し、アガリクス・ブラゼイ・ムリルの抽出物３８０ｇを得た。
【００２２】
実施例２アガリクス・ブラゼイ・ムリルの抽出液から重金属を除去する方法
アガリクス・ブラゼイ・ムリルの子実体の乾燥物１ｋｇに水２０ｋｇを加え、９５〜１００℃で２時間抽出した後、不溶解分をろ過して除く。ろ液を濃縮し、液の固形分濃度を３％に調整した後、抽出液の固形分の４０％に相当するヒドロキシアパタイト１６０ｇを加え、表２に示す温度条件で２時間攪拌する。冷却した後、重金属を吸着したヒドロキシアパタイトをろ過して除き、ろ液を凍結乾燥して、アガリクス・ブラゼイ・ムリルの抽出物を得た。
【表２】

【００２３】
実施例３アガリクス・ブラゼイ・ムリルの抽出液から重金属を除去する方法
アガリクス・ブラゼイ・ムリルの子実体の乾燥物１ｋｇに水２０ｋｇを加え、９５〜１００℃で２時間抽出した後、不溶解分をろ過して除く。ろ液を濃縮し、液の固形分濃度を１０％に調整した後、抽出液の固形分の８０％に相当するヒドロキシアパタイト３２０ｇを加え、室温で１時間攪拌する。重金属を吸着したヒドロキシアパタイトをろ過して除き、ろ液を濃縮して、液の固形分濃度を１０％に調整し、固形分と同量のデキストリンを添加した後、噴霧乾燥をして、アガリクス・ブラゼイ・ムリルの抽出物６２０ｇを得た。
【００２４】
実施例４シイタケの抽出液から重金属を除去する方法
シイタケの子実体の乾燥物２０ｋｇに水３００ｋｇ及びエタノール１００ｋｇを加え、室温で５時間攪拌抽出した後、不溶解分をろ過して除く。ろ液を抽出液の固形分の３００％に相当するフッ化アパタイト２４ｋｇを充填したカラムに通して、シイタケの抽出物３７０ｋｇを得た。
【００２５】
実施例５マイタケの抽出液から重金属を除去する方法
マイタケの子実体の乾燥物１ｋｇに０．０１％の水酸化ナトリウム水溶液２０ｋｇを加え、９５〜１００℃で２時間抽出した後、不溶解分をろ過して除く。ろ液を濃縮し、液の固形分濃度を６％に調整した後、抽出液の固形分の４０％に相当するヒドロキシアパタイト６０ｇを加え、液の温度を５０℃に調整して２時間攪拌する。冷却した後、重金属を吸着したヒドロキシアパタイトをろ過して除き、ろ液に塩酸を加えて中和し、濃縮して液の固形分濃度を１０％に調整する。抽出液の固形分の５０％に相当する乳糖を添加した後、噴霧乾燥して、マイタケの抽出物１．２ｋｇを得た。
【００２６】
実施例６霊芝の抽出液から重金属を除去する方法
霊芝の子実体の乾燥物１ｋｇに水２０ｋｇ及びヒドロキシアパタイト１０ｇを加え、オートクレーブに入れ、１．１ｋｇ／ｃｍ^２、１２０℃で２時間抽出した後、不溶解分及び重金属を吸着したヒドロキシアパタイトをろ過して除く。ろ液を濃縮して液の固形分濃度を７０％に調整して、霊芝の抽出物１２０ｇを得た。
【００２７】
次に、本発明の効果を詳細に説明するため、実験例を挙げる。
【００２８】
実験例１アガリクス・ブラゼイ・ムリルの抽出物の重金属限度試験
第１３改正日本薬局方重金属試験法にて試験を行った。すなわち、実施例１及び２、比較例１で得た抽出物１．０ｇを加熱して炭化した後、硝酸２ｍＬ及び硫酸５滴を加え、白煙が生じなくなるまで加熱した後、５００℃で強熱し、完全に灰化する。冷却した後、灰分に塩酸２ｍＬを加え、加熱して乾固する。残留物に塩酸３滴及び水１０ｍＬを加えて、加温する。次にフェノールフタレイン試液１滴を加え、アンモニア試液で液が微赤色になるまで滴下し、希酢酸２ｍＬを加え、ろ過し、水１０ｍＬで洗い、ろ液及び洗液をネスラー管に入れ、水を加えて、５０ｍＬとし、試験溶液とする。比較溶液は試料を加えずに同様に操作し、鉛標準液及び水を加え、５０ｍＬとする。試験溶液及び比較溶液に硫化ナトリウム試液を１滴ずつ加えて混和し、５分間放置した後、液の色を比較し、表３に示す基準で重金属の限度を判定した。
【表３】

【００２９】
実験例２アガリクス・ブラゼイ・ムリルの抽出物の重金属定量試験
原子吸光光度法にて測定を行った。すなわち、実施例１及び２、比較例１で得た抽出物約５ｇを精密に量り、加熱して炭化した後、硝酸２ｍＬ及び硫酸５滴を加え、白煙が生じなくなるまで加熱した後、５００℃で強熱し、完全に灰化する。冷却した後、灰分に塩酸４ｍＬを加え、加熱して乾固する。更に、塩酸２ｍＬを加え、加温溶解した後、水を加え、全量を２５ｍＬとし、試料溶液とした。別に、測定する金属元素の標準液に水を加えて、各濃度に希釈し、標準溶液とした。測定する金属元素が微量である場合は、新・食品分析法（日本食品科学工学会編、光琳社、１９９６）の方法に従い、キレート抽出をして、試料溶液及び標準溶液とした。これらの試料溶液につき、原子吸光光度計を用いて、検量線法にて各金属の濃度を測定した。
【００３０】
実験例１及び２の試験結果を表４に示した。実験例１の重金属の限度試験は、ｐＨ３．０〜３．５で黄色〜褐黒色の不溶性硫化物を生成するＰｂ、Ｃｕ、Ｃｄ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｈｇなどの重金属を対象としている。実施例１−３〜６及び実施例２−１〜４について重金属を除去できることが認められた。更に、実験例１では検出できないＦｅ及びＺｎにおいても、実験例２の結果より除去できることが認められた。また、実施例１−１及び２においても、実験例１の限度試験では差が認められないが、実験例２の結果より、重金属が除去できることが認められた。以上の結果から、ヒドロキシアパタイトで処理を行うことにより、アガリクス・ブラゼイ・ムリルの抽出液に含まれる重金属を除去できることが認められた。特に、有害金属であるカドミウムは、効率的に除去できた。
【表４】

【００３１】
実施例３〜６についても同様に試験を行った結果、重金属を除去できることが認められた。
【００３２】
【発明の効果】
以上のことから、本発明の製造方法により、キノコの抽出液に含まれる重金属を除去することができ、特に、有害金属であるカドミウムは、効率的に除去できた。

Claims

キノコの抽出液にアパタイトを添加して、その後前記アパタイトを抽出液から除去する、又はアパタイトを充填したカラムにキノコの抽出液を通すことを特徴とするキノコの抽出液から重金属を除去する方法。
キノコがアガリクス・ブラゼイ・ムリルであることを特徴とする請求項１記載の方法。