JPH01306401A

JPH01306401A - 多糖類抽出液の濃縮及び分画方法

Info

Publication number: JPH01306401A
Application number: JP13637488A
Authority: JP
Inventors: Yuji Uzuhashi; 祐二埋橋
Original assignee: INA SHOKUHIN KOGYO KK
Current assignee: INA SHOKUHIN KOGYO KK
Priority date: 1988-06-02
Filing date: 1988-06-02
Publication date: 1989-12-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野１本発明は寒天等の多糖類の製造工程における多糖類抽出
液の濃縮及び分画方法に関する。〔従来の技術ｌ従来、寒天、カラギナン、ファーセレラン。ペクチン、アラビアガム、ローカストビーンガム、グア
ーガム、タラガム及びアルギン酸ナトリウム等の多糖類
のうち、例えば、寒天は次のようにして製造されていた
。すなわち、寒天は食品として古くから知られており、
その化学的構成は、１．３で結合したβ−Ｄ−ガラクト
ピラノース基と１．４で結合した３、６アンヒドローａ
−Ｌ−ガラクトピラノース基とが交互に繰返してなるア
ガロースと呼ばれる中性多糖と、ウロン酸、ピルビン酸
、硫酸エステルなどを含むアガロース以外の総称として
のアガロベクヂンと呼ばれる酸性多糖類とからなる複合
物質である。従来の寒天の製造は、まず、天草等の寒天
原藻を水にて洗浄し、酢酸、硫酸、塩酸などの酸の仔在
下で温度７０〜１２０℃で】〜２時間熱水抽出を行い、
抽出成分、すなわち、寒天としての凝固性のあるゾル成
分を抽出する。この際、熱水は該ゾル成分濃度が０．５
〜３．０重りｌ（％）になるように添加される。その後
、高温状態のままで抽出成分と不純物とを分離すべくフ
ィルタープレスにて加圧濾過を行う０次に、濾液である
抽出成分を冷却してゲル化し、該ゲル化した抽出成分を
加圧脱水決行しくけ凍結法により、脱水し、さらに規定
水分値まで乾燥し粉砕して単一の寒天の製品としていた
。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、熱水抽出時における熱水添加量は、寒天
成分としての凝固性のあるゾル成分濃度、すなわち、寒
天濃度が３．０重量（％）以下でないと、寒天原藻から
寒天成分を充分抽出することが困難であり収率が低くな
る。又、この寒天濃度が３．０重量（％）以下でないと
粘度が高く、濾過性が想くなり、不純物を除去するため
の加圧濾過が悪く、結局収率が低下する。ところが、熱
水抽出時収率を上げようとして熱水添加量を増せば、粘
度が低下し濾過性も良くなるが、寒天の生産量に比して
タンク、ポンプ等の設備が過大になり、またこの過大に
なった設備の運転経費も過大になる結果となる。従って
、原料の寒天原藻の寒天成分としての凝固性のあるゾル
成分は常に一定でないから、熱水添加２ｉが寒天１度３
．０重量（％）以下で、しかも寒天の生産量に比して設
備が過大にならないようにして、寒天原藻から寒天成分
を高い収率で得ることは非常に困難である。又、従来低分子化された水溶性多ｒｆＭ類は、収率が低
く、生産コスト面から今までほとんど利用されていなか
った。特に、寒天抽出液のゲル化後のゼリー強度が日寒
水式の寒天濃度１．５重Ｍ（％）基準で３００ｇ／ｃｒ
ｒｉ″に満たない低分子化された寒天抽出液は脱水が困
難であるため、今までほとんど利用されていなかった。ここで１日寒水式のゼリー強度は、日本寒天製造水産組
合が採用した方法である。すなわち、寒天の　１．５重
量（χ）ｉｆｌ液をつくり、２０℃で１５時間放置凝固
せしめたゲルについて、その表面Ｉｃｍ″当り２０秒間
耐えつる最大ｔｆＵ、ｉｉｇ数）をもってゼリー強度と
する。更に、寒天抽出液を分子量の異なった種々の寒天製品と
することは、従来適切な方法がないため、行なわれいな
かった。そこで、本発明は、上記′■情に鑑みてなされたもので
、多糖類抽出原料からの収率を高くすることが出来ると
共に、粘性が低い状態で濾過することが出来、しかも生
産量に対する設備を小さくすること出来、安定した生産
を行なうことが可能である多糖類抽出液の濃縮方法を提
供することを目的とする。又、今までゼリー強度が低いため、はとんど利用されて
いなかった低分子化した多糖類を回収できる多糖類抽出
液の濃縮方法を提供することを目的とする。更に、多糖類抽出液を分子量の異なった種々の多糖類製
品とする多糖類抽出液の分画方法を提供することを目的
とする。［課題を解決するための手段］本発明者は、長年１種々の特性を持った寒天等の多１類
の製造方法について研究を続けて来た。そして、これら
寒天等の多糖類の製造工程中の濃縮方法についても鋭意
研究して来た。その結果、本発明者は、例えば、寒天であれば、次のよ
うな■、■、■を知見した。すなわ′　ち、■熱水抽出
時の熱水の添加量が、抽出液の寒天濃度３．０重１ヨ（
％）以下になるようにしないと、寒天原藻から充分抽出
されず収率が悪くなること。■又、この抽出液の寒天濃
度が０．１〜３．０重量（％）以下でないと、粘度が高
く濾過性が悪くなること。■更に、抽出液の寒天濃度か
０．３重量（％）以上、且つ、ゲル化後の抽出液のゼリ
ー強度が日寒水式の寒天濃度１．５重着（％）基準で３
００ｇ／ｃｒｎ”以トでないと加圧脱水法、冷凍法等に
よる脱水法において脱水が困難になること。しかも１本発明者は、これら■、■、■の事実が、寒天
と同じ特性を持つカラギナン、ファーセレラン、ペクチ
ン、アラビアガム、ローカストビーンガム、タラガム及
びアルギン酸ナトリウムについても抽出性、濾過性は同
様であることを知見した。そして、これら■、■、■の
条件を満足する抽出液の濃縮方法について種々の検討を
行った結果、限外濾過膜若しくは逆浸透膜を用い抽出液
を濾過することによって、これら■、■、■の条件をク
リアーすることを見出し、本発明を完成させるに至った
。すなわち、第１の発明は、水溶性多Ｖ！類抽出原料を
抽出することにより得られた多ａ類抽出液の多糖類濃度
が０．１−３．０屯量（％）の範囲にあり、該多糖類抽
出液を限外濾過膜若しくは逆浸透膜を用いて所定圧力に
て濾過することにより、前記多糖類抽出液の多糖類濃度
を０，３〜２５重川（％用の範囲に濃縮することを特徴
とする多糖類抽出液の濃縮方法である。本発明の特徴は、多糖類！＋ｂ出原料から多糖！ｎ成分
を抽出する時は、この抽出するのにＲ）も適した多糖類
濃度になるように抽出液である熱水遣を調整することが
出来、又、多糖類抽出液から不純物を濾過する時も濾過
するのに最も適した多ＷＭ類濃度にすることが出来、史
に、寒天のようにゲル化能を有する多糖類にあってはゲ
ル化後の多糖類抽出液の脱水時には脱水に適した状態の
濃度及びゼリー強度にするために、ゲル化前の多糖類抽
出液を限外濾過膜若しくは逆浸透膜を用いて濾過するこ
とにより、多糖類抽出液を濃縮することにあり、ゲル化
能を有しないアルコール沈殿法などによる脱水工程を行
なう多糖類にあっても、アルコール類の量の効率化を図
るため、アルコール脱水に適した状態の濃度まで多糖類
抽出液を限外濾過膜若しくは逆浸透膜を用いて濾過する
ことにより、多糖類抽出液を濃縮することにある。又、従来収率が低く、生産コストの面から利用が困難で
あった低分子化した多糖類抽出液を限外濾過膜若し２く
は逆浸透膜を用いて濾過することにより多ａ類抽出液を
濃縮することにある本発明で用いる模は１通常限外濾過
膜及び逆浸透膜等の半透膜を使用するが、通常の分子量
をイ１する多糖類抽出液の場合は限外濾過膜、紙分７−
ｍの多糖類抽出液の場合は逆浸透膜を夫々使用する。こ
のように膜を使い分けるのは限外濾過膜の孔の大きさ（
メツシュ）は、０．０１〜０．００１　ｕ程度であり、
分′ｆ−ｊｉ５（ｌ［ｌ以下の低分子物を透過させてし
まうからである。本発明において多糖類抽出液濃度は、多糖類抽出原料に
よりその最適抽出液添加量が異なるから、この原料に応
じて予め決定すれば良く、一般には０．１〜３．０ｆｆ
ｌｆｆｉｆ％）、好ましくは０．３〜＋、６ｆｆｌｌ（
％）の範囲になるように抽出液の添加量を決めれば良い
。上記濃度が０．１　ｍ　ｍ　（％１以下であると、抽
出効率は良（濾過性も良いが、抽出液量が多くなりすぎ
、設備自体が過大になり運転コストも過大になってしま
う。又、逆に濃度が３．０重１（％）以上である場合は
抽出効率は悪く、濾過性も悪くなり収率が低下する。本発明の濾過圧力は、一般番４二は０５〜８０にｇ／ｃ
ゴの範囲にある。この濾過圧力は、使用する膜及び多糖
類抽出液の種類により最適な圧力が選択される。本発明の濃縮方法によって？ａ縮された多糖類抽出液の
４度は０．３〜２５屯量（％）の範囲である。特に寒天
にあっては、抽出液のゲル化後のゼリー強度が、日寒水
式のゼリー強度計で３００ｇ／ｃ　ｒｒＩ″以上である
。すなわち、寒天抽出液の寒天濃度が０．３（％）以上
、好ましくは１．０（％）以上で、且つ、ゲル化後のゼ
リー強度が口塞本式のゼリー強度計で３００ｇ／ｃｒｒ
／以上、好ましくは４００ｇ／ｃｒｎ”以上でないと、
ゲル化後の脱水として加圧脱水法を採用しても、又、冷
凍結法を採用しても脱水が困難になる。逆にいえば、ゲ
ル化後の脱水が出来ないから、このような寒天原料から
は、寒天を抽出製造することが出来ないことになる。又、本発明者は、寒天原藻から抽出された寒天抽出液の
ゲル化後のゼリー強度が、日寒水式の寒天濃度１．５重
量鴎）基準で３００ｇ／ｃｒｒＩ″に満たない低分子化
された寒天抽出液についても逆浸透膜を用いて濾過する
ことにより濃縮して、濃縮後の寒天抽出液のゼリー強度
が３００ｇ／ｃｄ以上好ましくは４００ｇ／ｃｍ２以上
になることを見出した。しかも、本発明者は、これらの事実が寒天と同じ特性を
持つカラギナン、ファーセレランについても略同様であ
ることを見出し、本発明を完成させるに至った。すなわ
ち、第２の発明は、寒天、カラギナン及びファーセレラ
ンの原料を抽出することにより得られた多糖類抽出液の
ゲル化後のゼリー強度が日寒水式のゼリー強度計で３０
０ｇ／ｃｒｒＩ″に満たない低分子化された状態にあり
、該多糖類抽出液を逆浸透膜を用いて所定圧力にて濾過
することにより、ゼリー強度を３００ｇ／ｃｒｒｒ以上
にしたことを特徴とする多糖類抽出液の濃縮方法である
。本発明の特徴は、寒天、カラギナン及びファーセレラン
の原料を抽出することにより得られた多糖類抽出液の多
糖類濃度が０．１〜３．０重量（％）の範囲にあっても
ゼリー強度が低いため、ゲル化後の多糖類抽出液の脱水
が出来ず、製品にすることが出来ない低分子化した多糖
類抽出液でも、逆浸透膜を用いて濾過することにより濃
縮し、例えば、５〜２０重量（％）にし、ゼリー強度を
３００ｇ／ｃｍ’以上にして脱水可能として、製品化す
ることが出来るようにした点にある。本発明で用いる膜は逆浸透膜である。この理由は多糖類
抽出液中の多糖類の分子が小さいからで、例えば、前述
の限外濾過膜では分子量５００以下の低分子物を透過さ
せてしまうからである。又、本発明で多糖類抽出液の多ＷＭ類濃度は、特に限定
されない、一般には低分子量であるから、抽出水量が少
なくても充分抽出されるため、前記０．１〜３．０重量
（％）より濃度が高いと推定される。しかしながら、低
分子量であるため、多糖類抽出液のゲル化後のゼリー強
度は、低く通常３００ｇ／ｃｒｒ１″未満である。尚、本発明の濃縮方法によって濃縮された多１［ｎ抽出
液のゲル化後のゼリー強度は３００ｇ／ｃｍ″以上、好
ましくは４００ｇ／ｃｔｎ’以上である。更に、本発明者は、限外濾過膜及び逆浸透膜を使用して
多糖類である寒天の抽出液を濾過することによる濃縮方
法の実験過程で、限外濾過膜を透過して濾液中に含まれ
る寒天成分（分子量の小さい寒天成分）と濃縮された寒
天抽出液中に含まれる寒天成分（分子量の大きい寒天成
分）とは、同じ寒天であってもその特性を異にすること
を知見し、逆に種々の孔径を有する限外濾過膜を使用し
、これらの膜を直列若しくは並列に接続して、夫々濾過
することにより、寒天抽出液中の寒天成分を分画するこ
とを見出した。しかも、本発明者は、これらの事実が、
寒天と同じ特性を持つカラギナン、ファーセレラン、ペ
クチン、アラビアガム、ローカストビーンガム、グアー
ガム、タラガム及びアルギン酸ナトリウムについても略
同様であることを見出し１本発明を完成するに至った。すなわち、第３の発明は、多糖類抽出原料を抽出するこ
とにより得られた多糖類抽出液の多ＷＭ類濃度が０−１
〜３．０重量（％）の範囲にあり、該多Ｉ！！類抽出液
を限外濾過膜を用いて所定圧力にて濾過することにより
、多糖類抽出液中の多糖類成分を分子１の異ったものに
夫々分画したことを特徴とする多糖類抽出液の分画方法
である。本発明の特徴は、種々の孔径をもった限外濾過Ｉｌｑを
直列若しくは並列に組み合せることにより分子量の異な
った多糖類を２種類以上分画して製品にすることが出来
ることにある。本発明で使用する膜は限外濾過膜である。そして、この
限外濾過膜は、多糖類の分画の目的に沿って、種々の孔
径を持った限外濾過膜が使用されている。本発明において多糖類抽出液の多糖類濃度は、多糖類抽
出液料により最適抽出液添加層が異なるから、原料に応
じて予め決定すれば良く、一般には、０．１〜３．０重
量（％）、好ましくは０．３〜１．６ｆｆｉｆｆｉｆ％
）の範囲になるように抽出液の添加用を決めれば良い、
他の構成は第１の発明と同様なのでその説明を省略する
。本発明の濾過圧力は、一般には０．５〜４Ｋｇ／ｃｒｒ
ｉ″の範囲にある。この濾過圧力は、使用する限外濾過
膜及び多糖類抽出液の種類により最適な圧力が選択され
る。尚、本発明の分画方法により分画された多糖類抽出液は
、これの濃度が０．３重量鴎）未満で、例えば、寒天抽
出液のゲル化後のゼリー強度が目方本式の寒天濃度１．
５重量１％）基準で３００ｇ／ｃｎ１′以下の場合は第
１及び第２の発明の濃縮方法を用いて濃縮する必要があ
る。［作　　用］本発明の多糖類抽出液の濃縮方法は、逆浸透膜若しくは
限外濾過膜を用いて、多糖類抽出液にこれのもつ浸透圧
以上の圧力若しくは所定圧力をかけ、逆浸透膜に溶媒の
水を透過させ、若しくは限外濾過膜に溶媒の水及び小さ
な分子量の多糖類を透過させる特性を利用して、多糖類
抽出液を濃縮し、多糖類の濃度を上げるものである。又５本発明の多糖類抽出液の分画方法は、限外濾過膜を
用いて、所定圧力をかけ限外濾過膜に溶媒の水及び小さ
な分子量の多糖類を透過させる特性を利用して多糖類抽
出液の多糖類を分子量の異なったものに篩い分けるもの
である。［効　　果］本発明の多糖類抽出液の濃縮方法によれば、最も抽出効
率の良いところで多糖類抽出原料から多糖類を抽出する
ことが可能となるので５原料を有効に利用することが出
来、又、濾過性の良い濃度で多糖類抽出液から不純物を
除去することが出来るから濾過設備を小さくすることが
出来、更に、簡単な設備を付加することにより、多糖類
抽出液を容易に濃縮することが出来るから、脱水が容易
になり、脱水コストが低くなる。加えて、収率が低いた
め利用されていなかった水溶性の多糖類も利用可能にな
る。又、本発明の低分子化した寒天、カラギナン及びファー
セレランの抽出液の濃縮方法によれば、今まで、これら
の抽出液のゲル化後のゼリー強度が低いため脱水するこ
とが困難であり、これがためにほとんど利用されていな
かった低分子化したこれらの抽出液も回収利用すること
が可能になった。更に、本発明の多ＴＩＭ類の分画方法によれば、多糖類
抽出液を分子量の異なった種々の多糖類に分画すること
が可能になったから、分子１１の異なった種々の多糖類
製品を得ることが可能になった。［実施例１以下実施例により説明する。実施例１及び比較例１本発明の多＃！頚の濃縮方法を多糖類抽出原料として寒
天原藻を使った場合を次のとおり実施する。まず、寒天原藻である天草を水にて洗浄し、硫酸の仔在
下で温度１００℃で２時間熱水抽出を行い抽出成分、す
なわち、寒天としての凝固性のあるゾル成分が１．５重
量（％）（寒天濃度）になるように熱水を添加して抽出
する。その後、この高温状態のままで抽出成分と不純物
とを分離すべくフィルタープレスにて加圧濾過を行う、
次に抽出成分である濾液を８０℃の温度に保持したまま
限外濾過膜にて濾液速度１０．１／ばｈｒで処理し、寒
天濃度３．０市が（％）まで濃縮した、この時の天草の
寒天成分の収率、不純物除去時の濾過時間、ゼリー強度
（日寒水式による）を測定する。次に、比較のため同一天草を使用して同一条件にて、寒
天濃度が２１口＠量（ｇ）になるように熱水を添加して
抽出する。この寒天抽出液について実施例１と同一条件
にて天草の寒天成分の収率、不純物除去時の濾過時間、
ゼリー強度を測定する。その結果を表−１に示す。表−１により明らかな通り、本発明方法によれば、天（
２）からの収率、不純物除去時の濾過時間及びゼリー強
度いずれの場合も従来例よりも向−１−する６実施例２及び比較例２実施例１及び比較例１と同一条件にて多糖類抽出液とし
てカラギナンを使用した場合の本発明の多糖類のａ組方
法を実施する。その結果を表−２に示す。表−２により明らかな通り、本発明方法によればカラギ
ナン（処理コトニ）からの収率、不純物除去時間及びゼ
リー強度いずれの場合も従来例よりも向上する。実施例３本発明の多ｖ１類の分画方法を低分子化された寒天溶液
（酸分解又は酵素分解した溶液）メツシュの荒い順から
限外濾過膜（［ＪＦ膜）■、Ｉｌ、　ＩＩ＋及び逆浸透
膜（１１０膜）を直列に接続して分画した。夫々の膜に
よって得られた分画液１．２．３．４の濃度及びゼリー
強度を測定した。その結果を表−３に示す。以下余白表−３から明らかな通り、分画することが可能になる。実施例４実施例３で得られた分画液１〜４を■（０膜を使用して
濃縮し、その濃縮液について、ゼリー強度と寒天濃度を
測定する。その結果を表−４に示す。表−４から明らかな通り、分画後の分画液についても本
発明の濃縮方法を行なうことが可能である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）水溶性多糖類抽出原料を抽出することにより得ら
れた多糖類抽出液の多糖類濃度が０．１〜３．０重量（
％）の範囲にあり、該多糖類抽出液を限外濾過膜若しく
は逆浸透膜を用いて所定圧力にて濾過することにより、
前記多糖類抽出液の多糖類濃度を０．３〜２５重量（％
）の範囲に濃縮することを特徴とする多糖類抽出液の濃
縮方法。
（２）寒天、カラギナン及びファーセレランの原料を抽
出することにより得られた多糖類抽出液のゲル化後のゼ
リー強度が日寒水式のゼリー強度計で３００／ｃｍ＾２
に満たない低分子化された状態にあり、該多糖類抽出液
を逆浸透膜を用いて所定圧力にて濾過することによりゼ
リー強度を３００ｇ／ｃｍ＾２以上にしたことを特徴と
する多糖類抽出液の濃縮方法。
（３）多糖類抽出原料を抽出することにより得られた多
糖類抽出液の多糖類濃度が０．１〜３．０重量（％）の
範囲にあり、該多糖類抽出液を限外濾過膜を用いて所定
圧力にて濾過することにより、多糖類抽出液中の多糖類
成分を分子量の異ったものに夫々分画したことを特徴と
する多糖類抽出液の分画方法。
（４）多糖類が、寒天、カラギナン、ファーセレラン、
ペクチン、アラビアガム、ローカストビーンガム、グァ
ーガム、タラガム又はアルギン酸ナトリウムである請求
項（１）又は（３）である多糖類抽出液の濃縮及び分画
方法。