JPS62224240A - カカオ材料からのメチルキサンチンの除去方法 - Google Patents

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】 肢歪坐宜且 しばらくの間、カカオ子（ｃａｃａｏ　ｂｅａｎ）が少
量のカフェイン（１、３、７トリメチルキサンチン）お
よびかなり多量のテオプロミン（３，７ジメチルキサン
チン）を含んでいることが知られていた。

この関係は、特定の種類のカカオ子に依存しており、約
２対１のテオプロミン対カフェインの比から約１０対ｌ
のテオブロミン対カフェインの比まで変化する。さらに
、テオブロミンはカフェインより約１００倍水溶性が低
いことが見い出された。

従って、カカオ子からのこれらメチルキサンチンの有効
な除去は、主として、比較的不溶性のテオプロミンの大
部分を除去しそして同時に比較的より少量のより可溶性
のカフェインを除去する方法を扱わねばならない。本発
明は、テオプロミンおよびカフェインからなるメチルキ
サンチンを除去する、カカオ子またはカカオ豆（ｃａｃ
ａｏ　ｎ１ｂ）の改善された処理方法を指向するもので
ある。このようなキサンチンは、プリンとして知られる
広い化学的クラスのメンバーである。プリン系は一緒に
縮合されたイミダゾール環およびピリミジン環から構成
されている。プリン分子の環は、ピリミジン環の左上ず
みの窒素原子から出発して番号付けされ、６番目の位置
まで時計の針と反対回りに（左回りに）進み次にピリミ
ジンの５番目の位置から右回りに進んでイミダゾール環
において７゜８および９の位置を与える。ジヒドロキシ
プリンはキサンチンとして知られており同じ方法で番号
付けされる。この命名法システムは本明細書の全体を通
じて使用する。

カカオ材料からこのようなメチルキサンチンの除去を達
成する種々の方法は従来提案されてきた。

このような従来方法の１つは、塩素化炭化水素溶剤、例
えば、クロロホルム、二塩化エチレンまたはテトラクロ
ロエタンを使用することによるこれらメチルキサンチン
の抽出を含んでいる。このような溶剤抽出法は米国特許
第１．０７３，４４１号、第１．８５５，０２６号およ
び第１．９２５．３２６号の各明細書に示されている。

しかしながら、このような抽出溶剤の使用は、とりわけ
食品が関与している場合には勧められない。なぜならば
、これら溶剤の残渣は食品中で望ましくないからである
。カカオ子からテオブロミンを除去する別の方法は、水
による抽出を行ない次いでこの水性抽出物を小分けして
吸着剤を用いて処理することを含んでいる。この方法は
好ましくない化学物質、例えば、塩素化炭化水素溶剤の
使用を含んでいないが、最終的な脱プリン化カカオ製品
の味覚に悪影響を与える前記吸着剤の使用に関連した困
難を有している。さらに、テオブロミンの除去の割合は
限られている。

カカオ材料からメチルキサンチンを抽出するさらに別の
従来方法は、比較的少量の水を用いた処理によって膨潤
させたカカオ材料を、食品上許容され得る溶剤ガス、例
えば、超臨界亜酸化窒素または超臨界二酸化炭素と接触
させることを含んでなる。しかしながら、この方法は長
い処理時間を要し、しばしばテオプロミン含量の十分な
割合低下を達成しない。さらに、超臨界ガスからのメチ
ルキサンチンの除去は、通常そうであるが超臨界ガスの
再使用が望ましい場合には、問題を与える。

コーヒーからカフェインを除去するさらに別の方法は、
米国特許第４，４７４，８２１号明細書に、向流操作に
おいて複数の抽出容器を用いる向流抽出法として開示さ
れている。しかしながら、この特許の方法においては、
酢酸エチルおよび水からなる抽出溶剤が用いられ、酢酸
エチル−水共沸混合物が最終的に差圧蒸気ストリッピン
グによって除去される。この特許の方法においては、抽
出溶剤の乱流を用いて促進された脱カフエイン速度を得
、これによってカフェイン抽出時間を短縮する。この従
来方法は、有機溶剤を用いる他の抽出方法と同様に、生
成物または水抽出物の大部分が溶剤に暴露されることを
必要とするという不都合を有している。

光１図り１威 本発明は、脱プリン化された最終製品に悪影響を及ぼす
いかなる工程をも使用することなく、および有機溶剤に
暴露される最終製品の量を最小にする、カカオ材料中に
存在する実質的にすべてのメチルキサンチンを除去する
方法を指向するものである。本発明者らは、約９０℃〜
約６０℃の範囲内の温度まで加熱した水によるカカオ材
料の抽出がこのような水抽出を何回も繰り返した場合で
さえカカオ材料中に存在するメチルキサンチンのすべて
は除去しないということを見い出した。このことはとり
わけテオブロミン除去の場合にそうであり、除去されず
に残留するテオブロミンは１％〜３％のオーダーである
。しかしながら、本発明者らは、約４５℃〜約５５℃の
水による１回またはそれ以上の抽出工程の後に約９０℃
〜約１０５°Ｃの水による数回の抽出工程を行なった場
合大いに改善されたテオブロミン除去が達成されるとい
うことも見い出した。本発明者らは、このような低温水
抽出の後に連続の有意に高温の水抽出工程を用いること
により、これらの抽出温度のいずれか一方を単独で用い
た際に得られるよりはるかに高い割合の全テオブロミン
除去が得られるということを見い出した。明らかに、約
４５℃〜約５５℃での水抽出は、引き続きの約９０°Ｃ
〜約１０５℃における連続の水抽出工程がいずれか一方
の温度単独で前には除去されなかった残留テオブロミン
を除去するように、カカオ豆混合物の内容物およびおそ
らくは構造を変化させる。最初に低温抽出を行なわずに
連続の高温抽出工程を用いた場合には、テオブロミンの
すべては除去されない。同様に、後に連続の高温抽出工
程を行なわない低温抽出を用いた場合にもテオブロミン
のすべては除去されない、この驚くべき予想外の結果は
、種々の温度および多数の抽出工程を用いてカカオ豆の
水抽出から得られたデータに基づいて第１表および第２
表に示す。これらの表のデータは、本明細書の一部を構
成する図面の第２図および第３図の各曲線を作製する際
に用いた。

第１表および第２表に示すデータは以下のようにして得
た。

以下余白 劃−」− 均一の集団の袋から得られた各４５０ｇの生の選別され
脱胚芽されたカカオ豆の４セツトを準備した。

各セットについて、豆をｌＯＯメツシュステンレス鋼円
筒濾管内に入れ、次いでこれを外部循環水浴によって恒
温に維持されたジャケット付ステンレス鋼抽出溜め内に
入れた。抽出器めに１４００艷の水を加え、１分間当り
約５００　ｍＺの速度で運転する再循環ポンプを２０分
間使用して抽出器の底部から上部へ再循環することによ
って水を連続的にカカオ豆中に撹拌した。最初の抽出の
後さらに７回抽出を行ない、これらの抽出において毎回
１１００−の水を添加して液体の初期容量に戻した。４
つのセットの各々は以下の記載かられかるように特定の
目的を有していた。

４つの抽出セットを次のように実施した：１−ａ　　第
１のセットにおいては、８回の抽出すべてを５５℃で実
施した。

１−ｂ　　第２のセットにおいては、８回の抽出すべて
を９５℃で実施した。

１−ｃ　　第３のセントにおいては、３回の抽出を５５
℃で行ないその後５回の抽出を９５℃で実施した。

１−ｄ　　第４のセットにおいては、３回の抽出を５５
℃で行ないその後５回の抽出を１０５℃で実施した。　
（１０５℃の温度を達成するために、抽出器を適当な正
圧に保った。）これら４つの抽出法の結果を第１表に示
す。

゛　星−土−１ 抽出された累積テオブロミン（グラム、ｇ）（テオブロ
ミンのｇ数／４５０ｇのカカオ豆）１２３４５６７Ｂ １−ａ　　１．３１　２．３２　３．１２　３．６７　
４．０？　　４．３９　４．６３　４．８２１−ｂ　　
２．２７　３．７２　４．５５　４．９６　５．１６　
５．２４　５．２６　５．２７１−ｃ　　１．３５　２
．３７　３．１Ｂ　　４．４９　５．２７　５．６５　
５．８３　５．９１１−ｄ　　１．３０　２．２Ｂ　　
３．０５　４．５４　５．３７　５．６７　５．７９　
５．８４上記の結果の意味は第２図に示される曲線を調
ベると明らかである。５５℃曲線は抽出されたテオプロ
ミンの累積量の一様の上昇を示しており、この曲線は８
回の抽出後破線よりかなり下で終わっている。この破線
は標準ＡＯＡＣ分析法を用いて得られる理論的テオブロ
ミン量を表わしている。

９５℃曲線は４回の抽出後顕著に平らになり８回の抽出
後は実質的に破線のレベルで終わっている。

しかしながら、下端に５５℃をそして上端に５５℃＋９
５℃を印した曲線は破線のかなり上で終わっており、５
５℃での３回の抽出の後に９５℃で５回の抽出を行なっ
た場合にはテオブロミンの除去における実質的増加が見
られることを示している。

朶り−４ ３つの抽出セットについて例１の手順を繰り返しそして
この３つの抽出セットを以下のように実施した： ２−ａ　　第１のセットにおいては、５５℃で１回の抽
出を行なった後９５℃で７回の抽出を行なった。

２−ｂ　　第２のセットにおいては、５５℃で２回の抽
出を行なった後９５℃で６回の抽出を行なった。

２−ｃ　　第３のセットにおいては、５５℃で３回の抽
出を行なった後９５℃で５回の抽出を行なった。

３つの抽出法の結果を第２表に示す。

玉−Ｕ 抽出された累積テオブロミン（ダラム、ｇ）（テオプロ
ミンのｇ数／４５０ｇのカカオ豆）ニーｉ　　　３　　
４　　５　　　ｉ　　　７　　８２−ａ　　１．３１　
３．１７　４．４３　５．０７　５．４０　５．５５　
５．６１　５．６４２−ｂ　　１．２６　２．２１　３
．８１　４．７９　５．２９　５．５３　５．６３　５
．６７２−Ｃ１，３５２，３７３，１Ｂ　　４．４９　
５．２７　５．６５　５．８５　５．９１抽出回数は、
１回および７回、または２回および６回、または３回お
よび５回について匹敵する結果であると言えよう、最初
の抽出温度が約５５℃より高くなくかつ約４５℃より低
くなかった場合に許容され得る結果が得られる。

五−主 ７つの抽出セットについて例１の手順を操り返しそして
この７つの抽出セットを以下のように実施した： ３−ａ　　第１のセットにおいては、４０℃で３回の抽
出を行なった後９５℃で５回の抽出を行なった。

３−ｂ　　第２のセットにおいては、５０℃で３回の抽
出を行なった後９５℃で５回の抽出を行なった。

３−ｃ　　第３のセットにおいては、５５℃で３回の抽
出を行なった後９５℃で５回の抽出を行なった。

３−ｄ　　第４のセットにおいては、６０℃で３回の抽
出を行なった後９５℃で５回の抽出を行なった。

３−ｅ　　第５のセントにおいては、７０℃で３回の抽
出を行なった後９５℃で５回の抽出を行なった。

３−ｆ　　第６のセットにおいては、８０℃で３回の抽
出を行なった後９５℃で５回の抽出を行なった。

３−ｇ　　第７のセットにおいては、毎回９５℃で８回
の抽出を行なった。

これらの７つの抽出法の結果を第３表に示す。

里−１−ｌ 抽出された累積テオブロミン（ダラム、ｇ）（テオブロ
ミンのｇ数／４５０ｇのカカオ豆）上２３互５６エ主 ３−ａ　　Ｏ，８１１，４４１，９３３，４９４，４６
４，９９５，２６５，４１３−ｂ　　１．２６　２．１
９　２．９５　４．４３　５．３１　５．７Ｂ　　５．
９９　６．０９３−ｃ　　１．４０　２．４１　３．２
２　４．４７　５．２７　　ｓ、６ｓ　　５．８９　５
．９８３−ｄ　　１．４５　２．５６　３．４２　４．
４９５．１？　　５．５４　５．７３　５．８２３−ｅ
　　１．７２　２．９６　３．８２　４．７１　５．２
３　５．５０　５．６４　５．７１３−ｆ　　２．０３
　３．４０　４．２５　４．９０　５．２６　５．４５
　５．５５　５．５９３−ｇ　　２．２８　３．７８　
４．６２　５．０３；　　５．２３　５．３２　５．３
６　５．３７上記結果の意味は第３図に示した曲線を調
べると明白である。この第３図には、プロットされた各
点に、抽出されたテオブロミンの累積量を示すｇ数が印
されている。各曲線の温度も表示されている。９５℃曲
線を除く各々については２つの温度が示されている。そ
の第１の温度は特定の曲線の下の部分（３回抽出）に当
てはまり、そして第２の温度は上の部分（追加の５回抽
出）に当てはまる。この実験の示すところは、初３ｔｌ
ｌ温度が５０℃±５℃である場合に最大の抽出が生ずる
ということである。

日　　　　るための　　しい 本発明の方法を実施するための便利な出発点（１０）　
（第１図）は、よく知られている標準的手順を用いて、
カカオ子から得られる多量の生のカカオ豆を用意するこ
とからなる。実際的に言えば、本発明の方法は、最初の
生のカカオ豆からカフェインおよびテオブロミンを含む
実質的にすべての水溶性材料を分離しそのことによって
カカオ豆の水抽出物および多量の湿潤カカオ豆を生成す
る連続の水抽出工程からなる。この水抽出は２つの全く
異なる温度での連続工程によって実施される：（１）豆
は最初に約４５℃〜約５５℃の水で抽出される。（２）
これに続いて約９０℃〜約１０５℃の水で約４〜５回抽
出される。各抽出の後、実質的にすべての液体を抽出容
器から排出し、次いで水を添加する。

実質的にすべてのメチルキサンチンおよび大部分の水溶
性材料を除去された、水抽出工程後に残った湿ったカカ
オ豆（２７）を徐々に乾燥させる（２８）。

豊中の水分が約４％より下のポイントに達した後、豆を
保存し最終的には磨砕して（２９）生カカオマス（３０
）として知られる生成物を得る。ポンプ輸送可能な液体
を得るために、このマスを再磨砕する。

この再磨砕した生カカオマス（３１）は、最初に豆から
抽出された水溶性材料（２６）の固形分とブレンドされ
るのにすぐ使用できる。

抽出工程から得られた水抽出物は小粒子を取り除くため
にフィルタープレス（１３）または遠心清澄器によって
濾過される。次いで、濾過された抽出物は、約１０．０
００または約２０　、０００のカットオフ分子量を有す
る分離膜を用いた限外濾過工程（１４）に付される。こ
の膜からの濾液（１５）は、水抽出物に初めから存在し
ていた水の９７％以上を含み、そしてカフェイン、テオ
ブロミンおよび膜のカットオフ値より小さい分子を含ん
でいる。残留している材料は、分子量が２０．０００よ
り大きい可溶性のカカオ材料を含む限外濾過残留物（ｒ
ｅ　ｔｅｎ　ｔａ　ｔｅ）　（２３）である。水は最初
の容量のわずか３％であり極めて少量のカフェインおよ
びテオブロミンを含んでいる。

前記残留物中に残留する少量の２つの主要なメチルキサ
ンチン、すなわちジメチルキサンチンおよびトリメチル
キサンチンは、残留物に同容量（最初の３％）の水を添
加することによって実施されるダイアフィルトレーショ
ン（２４）によって最小にされる。次いで、別の同容量
の水を添加し、ダイアフィルトレーション（２４）の過
程を少な（とも４回繰り返す。ダイアフィルトレーショ
ン工程の濾液を主たる濾液（１５）に添加する。濾液の
最終的容量は、抽出物の初期容量の約１０９〜１１５％
である。約１０％のカカオ固体を含有する残留物を、も
との容量が約１／２または１／３の容量に低減されるま
でエバポレータ中で濃縮する。この溶液〔最終ＵＦ残留
物（２５）と呼ぶ〕は一層の処理に適した状態にある。

濾過工程（１５）の後に残った材料は、２０．０００未
満の分子量を有する水溶性物質を含んでおり、濃縮プロ
セス（Ｉ６）に付される。この濃縮プロセス（１６）に
おいて、含有される水の少なくとも８０％が、固体の濃
縮および海水の脱塩に対して商業的に利用可能な公知の
物理的方法である逆浸透によって除去される。カフェイ
ン、テオブロミン、カカオ固形物および水溶性の低分子
量物質を含有する濃縮された濾液（１７）を、塩化メチ
レンを用いた向流抽出（１８）に付する。この間流抽出
は、水と塩化メチレンとの間での２種類のメチルキサン
チンの分配係数に基づくものである。塩化メチレンは、
塩化メチレン溶剤の比重を利用して分配カラム内を上か
ら下に循環するように、一定速度で再循環させそして再
蒸留する。向流抽出工程に用いられる分配カラムは、約
９０℃〜約３８℃の温度に維持される。濃縮された濾液
は、塩化メチレンの蒸留速度に等しい速度で分配カラム
中に底からポンプ輸送される。９７％より良好なカフェ
インの除去を得るためには、濃縮濾液の各容量に対して
６容量の塩化メチレンを再蒸留しなければならないが、
テオブロミンの抽出の場合には同じ効率に対して１８容
量が必要である。この結果は、直列に反応性カラムの数
を増やすことによって、必要とされるだけ同じカラム内
に濃縮濾液を再循環させることによってまたは比例して
濃縮濾液の流速を減少させることによって得ることがで
きる。

向流抽出から得られる濃縮濾液はここではメチルキサン
チンが抽出された画分の形である。カフェインおよびテ
オブロミン（１９）は塩化メチレン抽出工程の後エバポ
レータから高い純度で回収される。次いで、メチルキサ
ンチンが抽出された画分（２０）を減圧下で蒸発させ溶
剤の少残留量のすべてを実質的に除去する。固形分が約
１０容量％に達するまで蒸発を継続する。この濃縮材料
を最終濾液（２１）と呼ぶ。

ここで最終濾液および最終ＵＦ残留物（２５）を合する
（２２）。次いで、合した最終溶液を、通常の乾燥技法
、例えば、凍結乾燥または噴霧乾燥によって乾燥させる
（２６）。このようにして得られた粉末を再磨砕された
化カカオマス（３１）に添加し、次いで公知の設計のカ
カオマスロースタ（３２）でローストする。

第２の別法は、合した最終溶液（２２）を濃縮しこれを
カカオマス反応器内に直接注入することである。溶液を
数回の工程で添加して、同じ反応器内で全部のカカオマ
スをローストする前に水を蒸発させる。ローストされた
カカオマスは、品質、風味および官能性（ｆ　ｏｎｃ　
ｔ　１ｏｎａ　Ｉ　ｉ　ｔｙ）において通常のカカオ液
と同等であるが、キサンチン刺激物、とりわけテオブロ
ミンを実質的に含んでいない。

上記のプロセス全体の記載は、本発明の多段階抽出プロ
セスを用いる１方法を説明するために提供されたもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法を実施するための１方法を示す
フローチャートである。 第２図は、第１表に示されたデータをグラフに描いたも
のであり、直交座標の横座標に抽出回数をとりそして縦
座標に抽出されたテオブロミン量をとることによって低
温抽出、高温抽出および低温と高温とを組み合わせた抽
出を示す一連の曲線からなる図である。各曲線に当ては
まる温度は引出線によって示されている。 第３図は、第３表に示されたデータをグラフ化したもの
であり、種々の初期段階温度で操作される２つの温度抽
出系の効果を示す一連の曲線からなる図である。 第１図中、 ＩＯ・・・カカオ豆、 １１・・・水抽出、 ３３・・・カカオ液、 である。 図面の浄書（内容（二変更なし） 一１５分・ｌ 第　　１　　表 チオプロミノ 抽出回数 第３表 抽出回数 手続補正書（方式） ％式％ １、　事件の表示 昭和６２年特許願第１０１２２号 ２、発明の名称 カカオ材料からのメチルキサンチンの除去方法３、　補
正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 名称　　バーシー　フーズ　コーポレイション４、代理
人 ６、補正の対象 （１１願書の「出願人の代表者」の欄 （２）委任状 （３）図　面 ７、補正の内容 （１１（２１別紙の通り （３）図面の浄書（内容に変更なし） ８、添付書類の目録 （１１訂正願書　　　　１通 （２）委任状及び訳文　　　　　　　　各１通（３）浄
書図面　　　　１通

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、カカオ子からテオブロミンおよびカフェインを除去
   する方法であって、カカオ豆を約４５℃〜約５５℃の温
   度における低温水抽出に付す工程に続く約９０℃〜約１
   ０５℃の温度における一連の高温水抽出工程、抽出濾液
   を除去する工程および次いで、このようにして得られた
   カカオマスからテオブロミンおよびカフェインを実質的
   に含まないカカオ液を回収する工程を含んでなる方法。 ２、さらに、低温セットの抽出による少なくとも１回の
   水抽出工程および高温セットの抽出による少なくとも３
   回の水抽出工程を含んでいることを特徴とする、特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ３、さらに、前記低温抽出を約５５℃で実施しそして高
   温抽出工程を約９５℃で実施することを特徴とする、特
   許請求の範囲第２項記載の方法。 ４、さらに、前記除去された抽出濾液を限外濾過および
   ダイアフィルトレーションに付して限外濾過残留物を得
   る工程および次いで、カカオマスからテオブロミンおよ
   びカフェインが抽出されたカカオ液を回収する前にカカ
   オマスに前記残留物を添加する工程を特徴とする、特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ５、さらに、前記抽出濾液からメチルキサンチンを除去
   する工程および次いで、このようにして得られたメチル
   キサンチンが抽出された画分を、カカオマスからカカオ
   液に処理する前に、前記カカオマスに添加する工程を特
   徴とする、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６、さらに、限外濾過およびダイアフィルトレーション
   工程からの抽出濾液を濃縮および向流抽出工程に付し、
   次いで、カカオマスからカカオ液に処理する前に前記メ
   チルキサンチンが抽出された画分をカカオマスに添加す
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第４項記載の方法
   。 ７、さらに、前記濃縮工程を逆浸透によって実施するこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第６項記載の方法。