JPS62157B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はステビア・レバウデイアナ・ベルトニ
の葉（以下、ステビア葉と呼ぶ）からステビオサ
イド等のステビオール骨格を有する配糖体（以
下、ステビオサイド等と呼ぶ）を分離精製して高
純度のステビア甘味物質を得る方法に関するもの
である。更に詳しくは、ステビア葉を水若しくは
熱水で抽出し、得られた抽出液を非極性合成吸着
樹脂と接触せしめて樹脂にステビオサイド等を完
全に吸着させ、更に該樹脂に消石灰水溶液を接触
させて水洗後、親水性有機溶媒若しくは含水親水
性有機溶媒を用いてステビオサイド等を溶出回収
する方法に係るものであり、必要に応じて更に該
溶出液にイオン交換樹脂処理を施して高度に精製
するステビオサイド等の甘味物質精製方法に関す
るものである。

ステビアは南米パラグアイを原産地とする菊科
に属する多年生植物であり、この葉、茎部にはス
テビオサイドを主とする数種のステビオール骨格
を有する配糖体である甘味物質が含まれている。
之等の甘味物質は良質な甘味を有し、しかも天然
甘味物質であるので、人工甘味料の安全性が問題
視されている現況に鑑み、最近に至つて急に注目
されて来ている。

従来、之等のステビオサイド等の甘味物質の精
製法としてはステビア葉を水、含水アルコールま
たはアルコールなどによつて抽出し、該抽出液を
強酸性陽イオン交換樹脂および弱塩基性陰イオン
交換樹脂で処理する方法が知られている。しかし
ながら、この方法によると、イオン交換樹脂特に
陰イオン交換樹脂に対する負荷が大きくなるため
樹脂の劣化が速い欠点があり、また大量のイオン
交換樹脂を使用するためイオン交換処理後にステ
ビオサイド等の甘味物質を完全に回収するのに大
量の水またはアルコールで樹脂を洗浄しなければ
ならず、液量が著しく増大するので濃縮コストが
高くなるなどの理由により該精製法を工業的に利
用する場合には不経済性を覚悟しなければならな
かつた。

また他の精製法としては活性炭を用いる方法も
考えられるが、ステビオサイド等、ステビア葉に
含まれる甘味物質は活性炭に極めて強く吸着さ
れ、しかも脱着し難いため、活性炭から吸着され
ている甘味物質を収率よく回収することは困難で
ある。上記の諸欠点を改善するために、例えばス
テビア葉を水で抽出して得られる抽出液を非極性
合成吸着樹脂に接触せしめ、該樹脂に吸着された
ステビオサイド等を溶出回収する方法（特開昭51
−91300、特開昭51−149300、特開昭２−23100、
特開昭52−110871号など）、あるいはステビア葉
を例えば苛性ソーダ若しくは石灰乳でアルカリ性
とした水で抽出するか、若しくは水で抽出した後
に之等のアルカリによりアルカリ性とした水溶液
を非極性合成吸着樹脂で処理し該樹脂に吸着され
たステビオサイド等を溶出回収する方法（特開昭
51−23300、特開昭52−120170号など）が提案さ
れている。

しかしながら、之等の精製法も工業的に利用す
る場合には次の様な問題点を残している。すなわ
ち、 (A) ステビア葉を水で抽出して得られた水抽出液
を合成吸着樹脂に接触せしめる方法； この方法による場合は苛性ソーダ若しくは消
石灰でアルカリ性としたステビア葉のアルカリ
性抽出液を合成吸着樹脂に接触せしめる様な、
後に述べる方法(B)、(C)、(D)、(E)に比較してステ
ビオサイド等の甘味物質の精製効果に劣つてい
る。

特に合成吸着樹脂による着色成分の除去効果
は、消石灰によりアルカリ性としたステビア葉
のアルカリ性抽出液を樹脂に接触せしめる方法
(D)、(E)に比較して劣つており、精製物の色度が
高い。

(B) ステビア葉を苛性ソーダでアルカリ性とした
水で抽出し、得られたアルカリ性抽出液を合成
吸着樹脂に接触せしめる方法； この方法による場合は樹脂処理により充分な
精製効果を得るためにはステビア葉の抽出液の
PHが10〜12となる様に苛性ソーダを添加しなけ
ればならない。

ステビア葉からステビオサイド等を短時間に
収率良く抽出するためには加温抽出することが
必要であるが、この様な高PHで、しかも加温抽
出を行なうと、ステビオサイド等の甘味物質以
外の不必要な不純物が多く抽出されるか、ある
いはステビア葉中に含まれている主たる甘味物
質であるステビオサイドがこのものよりも極端
に甘味度の低いステビオールバイオサイドに分
解変質して了う。また消石灰によつてアルカリ
性としたステビア葉のアルカリ性抽出液を合成
吸着樹脂に接触せしめる方法(D)、(E)に比較して
該樹脂処理による着色成分の除去効果は可成り
劣り、精製物の色度が高くなる。

しかもステビア葉抽出液をPH10〜12で樹脂処
理した際に生ずる排水（樹脂の非吸着分を含
む）はPHが10〜12であり、産業排水が問題視さ
れている今日においては、少なくとも之を中和
せねばならず、公害対策上不利である。

(C) ステビア葉を先ず水で抽出し、得られた水抽
出液に苛性ソーダを添加してアルカリ性抽出液
となし、該抽出液を合成吸着樹脂に接触せしめ
る方法； この方法による場合は消石灰によりアルカリ
性としたステビア葉のアルカリ性抽出液を合成
吸着樹脂に接触せしめる方法(D)、(E)と比較し
て、樹脂処理による着色成分の除去効果が可成
り劣つている。

また(B)方法でも述べた如く、ステビア葉抽出
液をPH10〜12で樹脂処理した際に生ずる排水は
PH10〜12であり公害対策上不利である。

(D) ステビア葉を消石灰でアルカリ性とした水で
抽出し、得られたアルカリ性抽出液を合成吸着
樹脂に接触せしめる方法； この方法による場合は樹脂処理によつて充分
な精製効果を得るためには、ステビア葉抽出液
がPH10〜12になる様に消石灰を添加して抽出し
なければならない。ステビア葉からステビオサ
イド等の甘味物質を短時間で収率良く抽出する
ためには加温抽出しなければならないが、この
様な高PHで、しかも加温抽出すると、方法(B)で
述べた苛性ソーダ水溶液で抽出する場合程では
ないが、ステビア葉中に含まれている主たる甘
味物質であるステビオサイドが、このものより
低甘味度のステビオールバイオサイドに分解変
質して了う。

またステビア葉を抽出する際に、ステビオサ
イド等が抽出されるのと同時に、蛋白などの不
純物の一部が微粒不溶物となつて析出し、該抽
出液を合成吸着樹脂を充填したカラムに通液す
る際に、樹脂の目詰まりを来たし、直ちに通液
が不可能になる。従つてこの微粒不溶物はあら
かじめ除去しなければならないが、セツトリン
グ程度では分離除去できず、何等かの形で過
操作が必要である。しかし該不溶物は極度に
過性が悪く、工業的規模で之を過除去する場
合は過助剤を使用するなど多大な費用と時間
を要する。

また方法(B)でも述べた如く、ステビア葉抽出
液をPH10〜12で樹脂処理した際に生ずる排水は
PH10〜12であり公害対策上不利である。

(E) ステビア葉を先ず水で抽出し、得られた水抽
出液に消石灰を添加し、該抽出液を合成吸着樹
脂に接触せしめる方法； この方法による場合は方法(D)で述べた様なス
テビア葉を消石灰でアルカリ性とした水で抽出
する場合よりも更に多量の蛋白などの不純物の
微粒不溶物が析出し、該抽出液を合成吸着樹脂
のカラムで処理する際に、樹脂の目詰まりを来
たし、直ちに通液が不可能になる。従つて該微
粒不溶物をあらかじめ除去しなければならない
が、以下、方法(D)で述べたのと同様の理由によ
り、該不溶物を除去するには多大の費用と時間
とを要する。また方法(B)でも述べた如く、ステ
ビア抽出液をPH10〜12で樹脂処理した際に生ず
る排水はPH10〜12であり公害対策上不利であ
る。

本発明者は以上、方法(A)〜(E)で述べた問題点に
ついて深く考察し、ステビア葉抽出液をアルカリ
性で合成吸着樹脂に接触せしめる方法の利点を維
持しつつ該方法の欠点を改善し、工業的利用を可
能ならしめるため鋭意検討した結果、ステビア葉
を先ず中性の水若しくは熱水で抽出して得た抽出
液を非極性合成吸着樹脂を充填したカラムに通液
し、次いで消石灰水溶液を通液し、かる後、親水
性有機溶媒で樹脂に吸着されたステビオサイド等
の甘味物質を溶出回収することにより前述した問
題点が総べて改善できることを見出だし、本発明
を完成した。

なお茲で言う合成吸着樹脂とはスチレンとジビ
ニルベンジルとを重合させて製造した巨大網状構
造を有する、硬く不溶性の多孔性の非極性ポリマ
ーであり、例えばオルガノ株式会社よりアンバー
ライトXADとして、また三菱化成工業株式会社
よりHP樹脂として市販されているものである。

本発明法の詳細を以下に説明する。

先ず、ステビア葉を水若しくは熱水で抽出する
抽出工程において、抽出温度については特に制限
はないが、ステビオサイド等の甘味物質以外の不
純物が抽出されるのを可及的抑制するために、あ
るいは抽出中における甘味成分の酵素的分解変質
を防止するために、冷水あるいは常温の水で抽出
することが望ましい。しかしながら冷水あるいは
常温で水で抽出する場合は、ステビオサイド等の
甘味物質を収率良く抽出するためには長時間を要
するので、短時間で抽出するには加温抽出をする
必要がある。

また水抽出により得られた抽出液にはステビア
の葉または茎の細片などが若干混入して来るが、
之等のものはセツトリングによつて容易に沈降さ
せて除去でき、該抽出液を合成吸着樹脂のカラム
に通液する際の通液性には何等影響を与えない。

この様にして水抽出により得られた抽出液を合
成吸着樹脂カラムに通液し、ステビオサイド等の
甘味物質を該樹脂に吸着させる工程が終了した後
は更に適当量の水を通液して樹脂を充分に洗浄
し、樹脂カラム中残留している着色成分などの不
純物を可及的除去することが必要である。この様
な吸着工程において樹脂に吸着されなかつた成分
はステビオサイド等の甘味成分を全く含んでおら
ず、廃水として排出されるが中性排水であるので
中和処理を必要としない。該吸着工程は抽出液に
樹脂を添加する、いわゆるバツチ法によつても目
的が達せられるが、カラム法の方がステビオサイ
ド等の甘味物質の吸着効率が良く、しかも後の親
水性有機溶媒による甘味物質の溶出回収が容易で
ある。

吸着工程を終えたカラムに、次いで消石灰水溶
液を通液して樹脂に吸着された着色成分などの不
純物を消石灰処理するが、樹脂にステビオサイド
等と共に吸着されている着色成分などの不純物の
一部がカルシウム塩となり、次に行なう親水性有
機溶媒通液時に溶出せず、甘味物質と分離される
ものと推定される。またこの時の消石灰水溶液の
使用量はステビア葉の品質の差によつて異なるの
で一概には言えないが、消石灰固形物として対ス
テビア葉３％（重量）以上が望ましいのである
が、必ずしも限定的なものではない。なお該消石
灰処理工程では消石灰飽和水溶液を使用するとカ
ラムの目詰まりが起こらないし、消石灰が有効に
消費されるので排水はPH７〜８となる。この様に
本発明法によれば何れの工程から生じる排水もほ
ぼ中性に近いものである。

また吸着工程、消石灰処理工程の一連のカラム
処理においてその通液性は全く問題にならない。

次に樹脂に吸着されたステビオサイド等の甘味
物質を親水性有機溶媒若しくは含水親水性有機溶
媒で溶出回収するが、本発明で使用する非極性合
成吸着樹脂は活性炭などの様に強固な吸着力を有
していないので、容易に溶出回収できる。なお溶
出工程は樹脂の再生工程をも兼ねているため、改
めて樹脂の再生を行なう必要もなく樹脂の反復使
用が可能であるが、有機溶媒に不溶なカルシウム
塩が徐々に蓄積されることを考慮して10〜20回に
１度程度の酸洗処理次いでアルカリによる洗浄を
行なうことが必要である。なお該溶出工程で得ら
れるステビオサイド等の甘味成分を含む溶出液
は、そのまま濃縮して有機溶媒を回収した後、粉
末化して製品とすることも可能であるが、更に純
度の高い製品を得るためには該溶出液を強酸性陽
イオン交換樹脂および弱塩基性陰イオン交換樹脂
で処理することが好ましい。

以下、本発明を実施例によつて更に具体的に説
明するが、本発明はこの実施例に制限されるもの
ではない。

実施例 １ ステビア乾燥葉100ｇに水１を加えて80℃で
６時間抽出し、ステビア葉と抽出液とを分離した
後、更にステビア葉に水１を加えて80℃、１時
間抽出し、再度ステビア葉と抽出液とを分離し
た。この後、更に水１を加えて室温でステビア
葉を充分洗浄し、ステビア葉と洗浄液とを分離し
た。この様にして得られた抽出液と洗浄液とを合
わせ、甘味のある濃褐色抽出液2.58（固形分
37.7ｇ、PH6.0）を得た。抽出後のステビア葉は
甘味が殆んど認められず、ステビア葉中に含まれ
る甘味物質は完全に抽出されていた。

また得られた水抽出液について薄層クロマトグ
ラフイーによりステビオサイドのステビオールバ
イオサイドへの分解変質を調べたが何等変質は起
こつていなかつた。次に該抽出液を３時間静置し
てステビアの葉または茎の細片などを沈殿させ、
傾斜法によつて液層と沈殿物とを分離し、液層を
三菱化成K.K.製非極性合成吸着樹脂、商品名HP
−20を400ml充填したカラムにSV＝３で通液し、
次いで水1.2を通液して水洗した。この時生じ
た排水は液量3.39、PH6.7であつた。水洗後、
更に消石灰飽和液2.3をSV＝２で通液し、次い
で水1.2を通液して水洗した。次に70％（容
量）エタノール1.2をSV＝３で通液し淡黄緑色
の溶出液1.25を得た。該溶出液を炭酸ガスで中
和後、これを濃縮してエタノールを除去回収し、
次いで析出不溶物を除き、更に濃縮、乾固して若
干臭いを有する黄色粉末15.2ｇ（純度※69.9％、
色度※※1.26）を得た。

※ 高速液体クロマトグラフイーによる定量値 ※※ 0.5％水溶液（PH6.5〜7.0）の370ｍμ吸
光度 実施例 ２ ステビア乾燥葉100ｇを実施例１と同条件で抽
出操作し甘味のある濃褐色抽出液2.72（固形分
38.3ｇ、PH6.1を得た。抽出後のステビア葉は甘
味が殆んど認められず、ステビア葉中に含まれる
甘味物質は完全に抽出されていた。

また得られた水抽出液について薄層クロマトグ
ラフイーによりステビオサイドのステビオールバ
イオサイドへの分解変質を調べたが何等変質は起
こつていなかつた。

次に、得られたステビア葉の水抽出液にはステ
ビアの葉または茎の細片などが混入しているの
で、該抽出液を３時間静置して之等細片などを沈
殿させ、傾斜法によつて液層と沈殿物とを分離
し、液層を三菱化成K.K.製非極性合成吸着樹
脂、商品名HP−20、400mlを充填したカラムに
SV＝３で通液し、ステビオサイド等の甘味物質
を樹脂に完全に吸着させた。次いで水1.2を通
液して樹脂に吸着されずにカラム内に残留してい
る着色成分などの不純物を洗浄流出させた。この
時に生じた排水（樹脂の非吸着を含む）は液量
3.48、PH7.0であつた。

水洗後、更に消石灰飽和液（PH12）2.3をSV
＝２で通液したが、樹脂に吸着されたステビオサ
イド等甘味物質の脱着は全く認められなかつた。
この時の流出液（排水）はPH７〜８であつた。次
いで70％（容量）エタノール1.2をSV＝３で通
液して、ステビオサイド等の甘味物質を含む淡黄
緑色の溶出液1.22（固形分15.4ｇ）を得た。該
溶出液を濃縮してエタノールを除去回収後、濃縮
液をオルガノK.K.製イオン交換樹脂（商品名、
アンバーライトIR−120B、50mlおよびアンバー
ライトIRA−94、100ml）を充填したカラムに通
液し、更にカラム内に甘味物質が残留しない様に
水で充分洗浄し、強い甘味を有する淡黄色溶液を
得た。更に之を濃縮、乾固して殆んど無臭の白色
粉末14.3ｇ（純度73.7％、色度0.063）を得た。

比較例 １ ステビア乾燥葉100ｇを実施例１と同条件で抽
出し、甘味のある濃褐色抽出液2.68（固形分
37.9ｇ、PH6.0）を得た。次に該抽出液を３時間
静置して、ステビアの葉または茎の細片などを沈
殿させ、傾斜によつて液層と沈殿物を分離し、液
層を三菱化成K.K.製非極性合成吸着樹脂、商品
名HP−20を400ml充填したカラムにSV＝３で通
液し、次いで水1.2を通液して水洗した。この
時生じた排水は液量3.45、PH6.9であつた。水
洗後、70％（容量）エタノール1.2をSV＝３で
通液し、濃褐色溶出液1.24（固形分19.3ｇ）を
得た。以下、実施例２に従い若干臭いを有する淡
黄色粉末16.9ｇ（純度62.0％、色度0.865）を得
た。

比較例 ２ ステビア乾燥葉100ｇに0.6％苛性ソーダ水溶液
１を加えて80℃で６時間抽出し、ステビア葉と
抽出液とを分離後、更にステビア葉に0.6％苛性
ソーダ１を加えて80℃、１時間抽出し、再度ス
テビア葉と抽出液を分離した。この後、更に水１
を加えて室温でステビア葉を充分洗浄し、ステ
ビア葉と洗浄液とを分離した。このようにして得
られた抽出液と洗浄液とを合わせ、甘味のある濃
緑褐色液2.81（固形分51.2ｇ、PH11.3）を得
た。該抽出液について薄層クロマトグラフイーに
よりステビオサイドのステビオールバイオサイド
への分解変質を検索した処明らかにステビオサイ
ドが減少し、ステビオールバイオサイドの生成が
認められた。

次に、このものを３時間静置してステビアの葉
または茎の細片などを沈殿させ、傾斜によつて液
層と沈殿物を分離し、液層を三菱化成K.K.製非
極性合成吸着樹脂、商品名HP−20を400ml充填し
たカラムにSV＝３で通液し、次いで水1.2を通
液して水洗した。

この時生じた排水は液量3.40、PH11.0であつ
た。水洗後、70％（容量）エタノール1.2をSV
＝３で通液し、濃緑褐色溶出液1.24（固形分
15.4ｇ）を得た。

以下、実施例２と同様に処理して若干臭いを有
する、淡黄色粉末14.2ｇ（純度72.5％、色度
0.818）を得た。

比較例 ３ ステビア乾燥葉100ｇを実施例１と同条件で抽
出し甘味のある濃褐色抽出液2.71（固形分38.5
ｇ PH6.0）を得た。該抽出液に4.5％苛性ソーダ
100mlを添加してPH11.5に調整した。次にこのも
のを３時間静置して、ステビアの葉または茎の細
片などを沈殿させ、傾斜法によつて液層と沈殿物
とを分離し、液層を三菱化成K.K.製非極性合成
吸着樹脂、商品名HP−20を400ml充填したカラム
にSV＝３で通液し、次いで水1.2を通液して水
洗した。この時生じた排水は液量3.56、PH11.3
であつた。水洗後、70％（容量）エタノール1.2
をSV＝３で通液し、濃緑褐色溶出液1.21
（固形分15.2ｇ）を得た。以下、実施例２と同様
に処理して若干臭いを有する淡黄色粉末14.1ｇ
（純度74.0％、色度0.801）を得た。

比較例 ４ ステビア乾燥葉100ｇに0.8％消石灰懸濁液１
を加えて80℃、６時間抽出し、ステビア葉と抽出
液を分離後、更にステビア葉に消石灰飽和水溶液
１を加えて80℃、１時間抽出し、再度ステビア
葉と抽出液とを分離した。この後、更に消石灰飽
和水溶液１を加えて室温でステビア葉を充分洗
浄し、ステビア葉と洗浄液とを分離した。この様
にして得られた抽出液と洗浄液とを合わせ、甘味
のある濃緑褐色液2.88（固形分37.5ｇ、PH
11.6）を得た。該抽出液について薄層クロマトグ
ラフイーによりステビオサイドのステビオールバ
イオサイドへの分解変質を検索した処、若干ステ
ビオサイドが減少しステビオールバイオサイトの
生成が見られた。

次にこのものを３時間静置して、ステビアの葉
または茎の細片などを沈殿させ、傾斜法によつて
液層と沈殿物とを分離し、更に液層についてはケ
イソウ土（セライトHSC）を過助剤として
過し、微粒不溶物を除去した。

次に得られた液を三菱化成K.K.製非極性合
成吸着樹脂、商品名HP−20を400ml充填したカラ
ムにSV＝３で通液し、次いで水1.2を通液して
水洗した。この時生じた排水は3.61、PH11.2で
あつた。

水洗後、70％（容量）エタノール1.2をSV＝
３で通液し、淡緑黄色溶出液1.25（固形分15.2
ｇ）を得た。以下、実施例２と同様に処理し殆ん
ど無臭の白色粉末14.3ｇ（純度74.0％、色度
0.061）を得た。

比較例 ５ ステビア乾燥葉100ｇを実施例１と同条件で抽
出し、甘味のある濃褐色抽出液2.84（固形分
39.0ｇ PH5.9）を得た。該抽出液に４％消石灰
懸濁液100mlを添加し、約30分間撹拌してPH11.3
に調整した。

次に、このものを３時間静置してステビアの葉
または茎の細片などを沈殿させ、傾斜法によつて
液層と沈殿物とを分離し、更に液層については商
品名セライトHSCを過助剤として過し、微
粒不溶物を除去した。次に、得られた液を三菱
化成K.K.製非極性合成吸着樹脂、商品名HP−20
を400ml充填したカラムにSV＝３で通液し、次い
で水1.2を通液して水洗した。この時生ずる排
水は3.60、PH10.9であつた。

水洗後、70％（容量）エタノール1.2をSV＝
３で通液し、淡黄緑色溶出液1.20（固形分15.6
ｇ）を得た。

以下、実施例２と同様に処理して殆んど無臭の
白色粉末14.5ｇ（純度74.4％、色度0.069）を得
た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ステビア・レバウデイアナ・ベルトニの葉を
   水若しくは熱水で抽出して得られた抽出液を非極
   性合成吸着樹脂と接触させ、次いで該合成吸着樹
   脂に消石灰水溶液を接触せしめた後、該合成吸着
   樹脂に吸着されたステビオサイド等のステビオー
   ル骨格を有する配糖体より成る甘味物質を親水性
   有機溶媒若しくは含水親水性有機溶媒を用いて溶
   出回収することを特徴とするステビア甘味物質の
   分離精製方法。 ２ 合成吸着樹脂がスチレンとジビニルベンゼン
   とを共重合させた巨大網状構造の硬く不溶性の多
   孔性非極性ポリマーである特許請求の範囲第１項
   記載のステビア甘味物質の分離精製方法。 ３ ステビア葉抽出液を非極性合成吸着樹脂と接
   触させる前に該抽出液をセツトリングにより沈澱
   を沈降除去する特許請求の範囲第１項若しくは第
   ２項記載のステビア甘味物質の分離精製方法。 ４ 合成吸着樹脂に付着した着色成分その他の不
   純物を水洗除去する特許請求の範囲第１項ないし
   第３項中の何れか１項に記載のステビア甘味物質
   の分離精製方法。 ５ 消石灰水溶液に消石灰飽和水溶液を使用する
   特許請求の範囲第１項ないし第４項中の何れか１
   項に記載のステビア甘味物質の分離精製方法。 ６ ステビア・レバウデイアナ・ベルトニの葉を
   水若しくは熱水で抽出して得られた抽出液を非極
   性合成吸着樹脂と接触させ、次いで該合成吸着樹
   脂に消石灰水溶液を接触せしめた後、該合成吸着
   樹脂に吸着されたステビオサイド等のステビオー
   ル骨格を有する配糖体より成る甘味物質を親水性
   有機溶媒若しくは含水親水性有機溶媒を用いて溶
   出させた溶液を、更に強酸性陽イオン交換樹脂、
   引続き弱塩基性陰イオン交換樹脂に接触させるこ
   とを特徴とするステビア甘味物質の分離精製方
   法。