JPS63112659A

JPS63112659A - 天然色素の濃縮方法

Info

Publication number: JPS63112659A
Application number: JP61256957A
Authority: JP
Inventors: Tadanori Aki; 安芸　忠徳; Isao Yaginuma; 柳沼　勲; Tetsuya Murakami; 哲也村上; Hitoshi Ito; 仁志伊藤
Original assignee: YASUMA KOUSHINRIYOU KK; Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd
Current assignee: YASUMA KOUSHINRIYOU KK; Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd
Priority date: 1986-10-30
Filing date: 1986-10-30
Publication date: 1988-05-17

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〕本発明は、パプリカオレオレジンから、風味を損なう悪
臭成分、残溜ｆ膜溶媒、油脂成分などを除去する一方、
高濃度の色素成分を簡便、かつ高収率で製造する方法に
関する。

〔従来の技術〕

従来、天然の原料から香味成分、色素成分などの有効成
分を、ヘキサンなどの有機溶剤を用いて抽出することに
より得られる粘稠な液体製品（オレオレジン）が、外国
より多種輸入されている。

特に、パプリカ（学名；　Ｃａｐｓｉｃｕｍ　ａｎｎｕ
ｕｍ　Ｌ　）から得られるオレオレジンは、特をの橙赤
色の色調と耐熱安定性を有し、多くの食品に幅広く利用
されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、一般にオレオレジンの製造方法は、溶剤抽出
により実施されているため、有機溶剤に可溶な物質はす
べて抽出されてしまい、有効成分以外の不要成分が含ま
れ、製品純度が上がらないなどのほかに、微量の有機溶
剤の残存が避けられず、健康上の問題が懸念されている
。

パプリカオレオレジンの場合も、色素成分以外に、香味
成分や、種々の不要成分を含有し、特有のタール臭や、
ヤニ臭的な不快臭がするために、その利用範囲は狭めら
れ、使用量も制約されるため、食品業界から無臭のパプ
リカオレオレジンの完成が切望されている。

しかし、天然原料からの特定有効成分だけの抽出技術は
、世界的にも未だ完成されていないし、オレオレジンか
ら特定有効成分だけを分離する技術も一般的な手法では
不可能とみなされている。

その理由は、オレオレジンなどの抽出物に含まれる成分
が多岐にわたる上、各成分が極めて近似した物性を持つ
ためである。

最近のクロマト分離技術の進歩により純成分の大量分取
手法としての望みはあるが、希釈および溶剤除去が必要
であり、高濃度色素を一段で得ることは困難である。

また、最近、本願出願人は、かかるパプリカオレオレジ
ンの濃縮方法として、超臨界二酸化炭素を用いる方法を
提案した（特願昭６０−１１０１６７号明細書）。この
方法の一実施態様としては、例えば第２図に示されるよ
うに、溶剤抽出法などで得られたパプリカオレオレジン
を、抽出槽１０に充填したのち、所定の温度に加温し、
次に二酸化炭素を圧縮機１１で昇圧し、熱交換器１２を
通る間に超臨界状態の二酸化炭素として抽出槽１０へ供
給し、抽出槽１０内で底部から吹き込まれた超臨界二酸
化炭素とパプリカオレオレジンとが接触し、臭気成分、
油脂などは、超臨界二酸化炭素相により抽出され、槽外
に搬出され、この二酸化炭素相は、圧力指示調整器１３
で減圧されるとともに、熱交換器１４による温度調整と
によって、該二酸化炭素相に溶解していた臭気成分、油
脂成分などの抽出物を分離槽１５において分離させると
いう方法である。

なお、抽出物を分離した二酸化炭素相は、圧力指示調整
器１６、圧縮機１１、熱交換器１２を経て系内に再循環
され、また目的物質である抽残物は、抽出層１０の底部
より取り出される一方、抽出物は分離層１５の底部より
取り出される。

しかしながら、この超臨界二酸化炭素によるパプリカオ
レオレジンの濃縮方法は、臭気成分を含まず、色素成分
の濃度を約３倍に高めることができるが、未だ色素成分
の収率が低く、今−歩工業的に問題点を有していること
が判明した。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされ
たもので、パプリカオレオレジンより臭気成分を除去す
るとともに残存溶媒を含まない色素濃縮物を容易に得る
ことができ、しかも高収率で目的とする色素成分を得る
ことが可能な天然色素の濃縮方法を提供することにある
。

〔問題点を解決するための手段）すなわち、本発明は、下記（イ）および（ロ）の工程を
含むことを特徴とする天然色素の濃縮方法を提供するも
のである。

（イ）パプリカオレオレジンを超臨界二酸化炭素を用い
て抽出処理を行う第１工程。

（ロ）前記工程で得られる抽出液を精留する第２工程。

以下、本発明を工程別に詳述する。

（イ）第１工程（抽出工程）第１工程では、パプリカオレオレジンを超臨界二酸化炭
素によって抽出することにより、臭気成分、有機溶剤残
溜骨、油脂成分などの不純物（以下、単に「不純物」と
いうことがある）を抽出除去するものである。

ここで、パプリカオレオレジンとは、パプリカ（ナス科
の多年牛革、学名；　Ｃａｐｓｉｃｕｍ　ａｎｎｕｕｍ
　Ｌ）の実を溶剤抽出して得られる粘稠な液体製品であ
り、その主成分はカブサンチン；カロチンおよびビオラ
キサンチン；クルブトキサンチンおよびカブソルビン；
クリプトカブシンなどよりなり、パプリカ特有の香気成
分は２−メトキシ−アルキルピラジンによる。

また、抽出に使用される超臨界二酸化炭素とは、二酸化
炭素の臨界温度（３１，１℃）と臨界圧力（７２，８気
圧）を越える温度、圧力条件にある二酸化炭素のことで
あり、例えばパプリカオレオレジンを抽出する場合には
、圧力１５０〜３００ｋｇ／−・Ｇ１好ましくは２００
〜２５０ｋｇ／ｃｎｌ　−Ｇ５温度３１．１〜７０℃、
好ましくは３５〜４０℃である。

さらに、超臨界二酸化炭素によりパプリカオレオレジン
を抽出処理する場合には、！Ｈ界三二酸化炭素パプリカ
オレオレジンとの重量比は、４０〜１００、好ましくは
５０〜８０である。

前記した条件でパプリカオレオレジンを超臨界二酸化炭
素と接触させると、パプリカオレオレジ中の香気成分中
、悪臭と感じられるタール臭やヤニ臭成分などの不快臭
気成分がまず抽出され、さらに残留有機溶媒成分、油脂
成分などが抽出される。

（ロ）第２工程（精留工程）第１工程で抽出された抽出液中には、前記したように、
臭気成分、残留有機溶媒成分、油脂、ワンクスなどの不
純物のほかに、目的とする色素成分をも含有されており
、それゆえ前記超臨界二酸化炭素抽出のみでは、色素成
分の収率は劣るものである。

本工程では、第１工程で得られる抽出液をさらに精留（
多段抽出）することにより、抽出液中に含有されている
色素成分を回収するものである。

この精留工程に使用される精留手段としては、通常、多
段抽出塔としても採用されるプレート塔（多孔板塔など
）あるいは充填塔が使用される。

この際、前記第１工程で得られる抽出液は、精留塔下段
に供給され、精留塔の塔頂より臭気成分、残留有機溶媒
成分、油脂成分を含む二酸化炭素相が留出される。

そして、留出された二酸化炭素相は、通常、分離槽にお
いて、圧力４０〜８０　ｋｇ／ｃ＆　ＨＧ、好ましくは
５０〜６０ｋｇ／ｃｆＧ、温度１０〜５０℃、好ましく
は２０〜４０℃の条件下になされて抽出物が分離される
一方、この抽出物の一部が塔上段より還流されて精留塔
内を下降する間に精留効果により不純物と目的とする色
素成分との分離が進むものである。

なお、この精留塔における還流手段としては、前記のよ
うな圧力減少による分離手段によるほか、精留塔の塔頂
部付近に温度勾配を設け、すなわち塔頂部付近において
漸次温度を高くなるように温度勾配を設けることにより
、塔頂部付近でこの二酸化炭素相から抽出物を分離させ
、還流液として使用することも可能である。

かくして、精留塔の塔底部には、色素成分が濃縮され、
この成分は、精留塔の底部より抜き出されて別途製品と
して使用されるか、あるいは連続的に前記第１工程の抽
出槽中に供給されて最終的に抽出槽の抽残液と一体化し
て製品として回収される。なお、本発明において、第１
工程の抽出槽と第２工程の精留塔とは、別々に設けても
よいが、両者を組み合わせて一体構造としてもよい。

かくして、本発明によって得られる製品は、原料である
パプリカオレオレジンの色調よりも約４倍以上濃縮され
た色素を有する色素成分となり、色価で４００，０００
以上という、これまでに得られたことのない高濃度の天
然色素を得ることができる。

以下、図面を用い、本発明をさらに詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施態様であり、天然色素の抽出
／精留装置のフローシートである。

かかる抽出／精留装置は、主として、抽出槽２０、・圧
縮機２１、第１熱交換器２２、精留塔２３、第１圧力指
示調整器２４、第２熱交換器２５、分離層２６、還流ポ
ンプ２７、第２圧力指示調整器２８、抽出槽抜き出し弁
２９、精留塔抜き出し弁３０、および配管ａ　”−ｅよ
り構成されている。まず、溶剤抽出法などで得られたパ
プリカオレオレジンは、抽出槽２０に充填されたのち、
該抽出槽は密閉され、所定の温度に加温される。

次に、二酸化炭素は、圧縮機２１で昇圧され、熱交換器
２２を通る間に超臨界点状態の二酸化炭素となって抽出
槽２０へ送られる。

抽出槽２０内では、底部から吹き込まれた超臨界状態の
二酸化炭素とパプリカオレオレジンとが接触し、臭気成
分、残存ｆ機溶媒、油脂成分を主とし、それに一部の色
素成分が、この二酸化炭素相により抽出され、槽外に出
る。抽出層２０には、抽残物である色素成分が高濃度に
濃縮される。

抽出槽２０を出た抽出液（二酸化炭素相）は、引き続き
配管ａを通して連続的に多段抽出塔の一種である充填塔
よりなる精留塔２３の塔下段部に供給され、臭気成分、
残留有機溶媒、油脂成分などの不純物を含む二酸化炭素
相は、塔上部に上昇し、登頂より配管すを通して第１圧
力指示調整器２４、第２熱交換器２５を経過する間に温
度上昇および／または圧力減少とにより、分離層２６内
でこの二酸化炭素相から抽出物（不純物）と二酸化炭素
とに分離され、この抽出物の一部は、還流ポンプ２７に
より配管Ｃを通して、精留塔上段に還流される。一方、
分離後の二酸化炭素は、配管ｄから分離槽外へ出て、第
２圧力指示調整器２８を経て、再び圧縮機２１によって
圧縮され、抽出槽２０へと循環供給される。

また、精留塔２３の底部に溜まった色素成分の濃縮物は
、連続的に配管ｅを通して抽出槽２０の底部へ供給され
、最終的には高濃度の色素成分として抽出層抜き出し弁
２９より製品として回収される。一方、不純物である抽
出物は、分離層抜き出し弁３０より、定期的に回収され
るものである。

〔実施例〕

以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する
。

実施例１第１図のフローシートに従い、パプリカオレオレジンの
抽出および精留を行った。ここで、抽出槽２０は、内容
積４Ｉｔ、精留塔（多段抽出塔）２３は、内径５０ｆｌ
、充填高さ２ｍの充填塔である。

また、原料のパプリカオレオレジンは、色価９５、００
０、ヤニ、タール臭を主成分とする不快臭および苦渋味
を有するものであった。

抽出槽２０に、この原料のパプリカオレオレジンを１．
４に＋ｒ入れ、高圧二酸化炭素を１０ｋｇ／Ｈｒで循環
し、抽出処理、精留処理を行った。

各部の圧力、温度条件は、次の通りである。

圧力Ｃｋｔ／−・Ｇ）　　温度（ｔ’）抽出槽２０；　
　２００　　　　　　　　４０精留塔２３ｉ　　２００
　　　　　　　　４０分分離層２６内　　５０　　　　
　　　　４０また、還流比は、１／２（総抽出物量の約
ｌ／２）となるように調整した。

一定時間毎に、抽出槽、分離槽よりサンプリングを行い
、重量、色価の測定および官能テストを行った結果を、
第１表に示す。

第１表から明らかなように、悪臭成分は、抽出初期にほ
とんど抽出され、また継続して抽出物として得られる無
色成分中には、色素成分をほとんど含んでいなかった。

最終的に得られた抽残物は、色価４００．０００を越え
るという、これまでに得られたことのない高濃度の色素
成分であり、収率も９６．７％と非常に高いものであっ
た。

比較例比較のために、第２図に示す従来の超臨界二酸化炭素を
用いた抽出装置により、実施例と同一の条件で抽出処理
を行った。その結果を第１表に併せて示す。第１表から
明らかなように、臭気成分に関する官能テストの結果は
、はぼ実施例と同様であったが、色価２８８，０００ま
で？７４Ｎすると、収率は８４．５％で、色素成分の損
失が大であった。また、これ以上運転を継続しても、色
価の増加傾向は小さくなり、色価を高めることが困難で
あった。

＊１）原料のパプリカオレオレジンｌ　ｋｇ当たりの二
酸化炭素の通過量（ｋｇ）の重量比＊２）原料のパプリカオレオレジン１　ｋｇ当たりの抽
残物の重量（ｇ）＊３）カラーバリユー法による色価。すなわち、■試料
の調整；サンプル０．２ｇを秤量し、アセトンで希釈し
１００ｍｊ！とする。このｌ　ｍ　Ｉｔを分取し、さら
にアセトンで希釈し、１００ｍｊ２とする。

■測定；吸光度セル（１０ｍ　Ｘ　ＬｏｍＩＸ　４０ｍ
　Ｈ）に希釈試料を入れ、４６０ｎｍでの吸光度を測定
する。

■計算；色価＝吸光度Ｘ６１，０００／サンプル量（ｇ
）＊４）官能テストは、５名のパネラ−により実施した
ものである。

×；不快臭、△；臭、○；良臭を示す。

＊５）色素収率を示し、下記式により計算される。

＊６）処理時間毎の抽出物。例えば、処理時間１２時間
の抽出物は、処理時間６時間から１２時間の間に抽出さ
れたものである。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、悪臭成分や残溜溶剤、
油脂成分などの不純物を含まない高濃度天然色素（例え
ば、色価が４０万以上の色素）が容易に、しかも高収率
で製造することができ、天然色素応用分野を広げること
ができるとともに、従来品質が悪いとしてパプリカオレ
オレジンの製造に使用されなかった国産パプリカを利用
する道を拓くものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施態様であり、天然色素の抽出
／精留装置のフローシート、第２図は、従来の天然色素
の抽出装置のフローシートである。２０；抽出槽　　　　　２３；精留塔２６；分離槽Ｘ１００χ 特許出願人　三菱化工機株式会社同　　　安間香辛料株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）下記（イ）および（ロ）の工程を含むことを特徴
とする天然色素の濃縮方法。（イ）パプリカオレオレジンを超臨界二酸化炭素を用い
て抽出処理を行う第１工程。（ロ）前記工程で得られる抽出液を精留する第２工程。
（２）超臨界二酸化炭素の圧力が１５０〜３００ｋｇ／
ｃｍ＾２・Ｇ、温度が３１．１〜７０℃である特許請求
の範囲第１項記載の天然色素の濃縮方法。
（３）精留手段が多段抽出塔である特許請求の範囲第１
項または第２項記載の天然色素の濃縮方法。