鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法とその装置
【課題】鹿角霊芝から水のみからなる加圧熱水で効率よく有用物質を抽出する方法である。
【解決手段】純水を溶媒４として２．０〜５．０ＭＰａの高圧状態に加圧し、沸点以上の温度、即ち１５５℃〜１８５℃で加熱して加圧熱水とし、抽出装置本体２に装入されている鹿角霊芝に抽出時間接触させて反応させ、βグルカン等の有用物質を抽出する。抽出されたβグルカン等の有用物質は、装置内において、背圧弁９で定圧を保持しているが、回収時に圧力開放し回収される。又、溶媒４の昇温段階の１００℃で抽出時間接触反応させ、トリテルペノイド類を効率的に抽出する。
【解決手段】純水を溶媒４として２．０〜５．０ＭＰａの高圧状態に加圧し、沸点以上の温度、即ち１５５℃〜１８５℃で加熱して加圧熱水とし、抽出装置本体２に装入されている鹿角霊芝に抽出時間接触させて反応させ、βグルカン等の有用物質を抽出する。抽出されたβグルカン等の有用物質は、装置内において、背圧弁９で定圧を保持しているが、回収時に圧力開放し回収される。又、溶媒４の昇温段階の１００℃で抽出時間接触反応させ、トリテルペノイド類を効率的に抽出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鹿角霊芝の中から食品や医薬品に有用なβグルカン等の有用物質を抽出する抽出方法とその装置に関する。更に詳しくは、鹿角霊芝に溶媒として高圧加熱された加圧熱水を接触させ、βグルカン等の有用物質を効率よく抽出する抽出方法とその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
植物には、生理活性機能を有する多種の有用成分が多く含まれている。これらの有効成分は天然化合物として、例えば、きのこ類には多く含まれており、特に鹿角霊芝には免疫賦活性等の機能を有するβグルカンが多量に含まれていることが最近の研究で明らかになっている。きのこは成長すると、傘が開き胞子を放出するが、この胞子に栄養分が多く含まれている。この栄養分の中の１つであるβグルカンは特に免疫賦活性作用が大きく、抗がん性に優れていると評価されている。中でもβ（１―３）Ｄグルカンの効果が大きい。このβ（１―３）Ｄグルカンは前述のようにきのこ類に多く含まれており、特に鹿角霊芝に多く含有されていることが知られている。
【０００３】
鹿角霊芝とは、自然界では霊芝数万本に数本しか出現しないといわれる貴重なきのこである。形状が鹿の角に類似していることから鹿角霊芝と呼ばれている。この鹿角霊芝には前述したように他のきのこに比べ並外れたβグルカンを含むことが知られており、鹿角霊芝の乾燥体の５３％のβ（１―３）Ｄグルカンが含有しているといわれている。又、例えば、アガリスクきのこの３〜５倍のβグルカンが含まれているともいわれている。βグルカンとは多糖類の一種で、他の多糖類と異なり免疫活性作用があり、前述のように特に抗がん作用を活性させる特徴がある。このβグルカンを体内に吸収させるためには、低分子単糖類にする必要があるが、現状の酵素法、加熱法、微粉化等の技術での可溶化率は１〜５％程度といわれている。
【０００４】
この鹿角霊芝からβグルカンを抽出する抽出技術については、従来から具体的な例が知られている。例えば、鹿角霊芝を爆砕処理し、次いで微粉砕した後、微アルカリ性緩衝液中でプロテアーゼの存在下、又は非存在下で加温処理してβグルカンを抽出する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。又、鹿角霊芝の細胞内の水を、この水と二酸化炭素流体との双方に相溶性をもつ媒体、例えばエチルアルコールで置換し、この細胞内の水をエチルアルコールで置換している鹿角霊芝を、二酸化炭素流体と接触させ、細胞内の水の一部を二酸化炭素流体に置換し、圧力を一挙に減じて細胞内を体積膨張させ細胞壁を破壊しβグルカンを抽出する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００６−３７０１６号公報
【特許文献２】特開２００６−１２９７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
βグルカンは、鹿角霊芝の細胞壁を構成している堅い構造物質の植物繊維である。この鹿角霊芝を人間がそのまま食しても、βグルカンの堅い細胞壁は、人間のもつ消化酵素では分解されずそのまま排泄されてしまう。このため、βグルカンの免疫賦活作用が抗がん性に優れているとされながらも、例えば、この粉末を服用しても腸から吸収されず、充分な生理作用を得ることができないのが現状である。
【０００６】
又、βグルカンは、水にもアルコール類にも殆ど溶解しないことから、βグルカンの有効成分を抽出することは限られたものとなる。そのため、鹿角霊芝からβグルカンの有効成分を取り出すために、例えば活性剤や酵素を用いる酵素法、加熱法、微粉化法等、種々の方法が試みられ提案されており、特に鹿角霊芝特有の堅い細胞壁の破壊等を、これらの方法で行い抽出を行なっているのが現状である。
【０００７】
しかしながら、現状の方法によって細胞膜を破壊したとしても、効率的にβグルカンの有効成分を取り出すことができるとは限らない。それは、細胞膜破壊に伴なって、例えば爆砕や熱的破壊によって、目的とする有効成分が熱的破壊を受けてその有効性を失うおそれがあるからである。また、酵素法は多くの工程で時間を要し、抽出技術としては非能率的である。従って、従来の抽出方法は、必ずしも含有されているβグルカンの有効成分を、そのまま効率的に抽出されているわけではない。しかも、細胞膜を破壊させるためにも、現状はその抽出に多くの工程を要し、また抽出時間も多く要している。更に水以外の溶媒を使用する場合は、最終段階でβグルカンの有効成分を分離しなければならない。
【０００８】
本発明の目的は、溶媒を水のみとし、加圧熱水を利用し操作が容易で短時間に鹿角霊芝からβグルカンの有効成分を効率よく抽出するための抽出方法とその装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、低コストで鹿角霊芝からβグルカンの有効成分を抽出する抽出方法とその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、本発明は、前記目的を達成するために次の手段をとる。
本発明の鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法は、鹿角霊芝から有用物質を抽出する方法において、飽和蒸気圧以上の圧力で加圧し抽出温度までに加熱した加圧熱水を前記鹿角霊芝に接触させて抽出時間の間加水分解し、前記鹿角霊芝から主にβグルカンを抽出することを特徴とする。
【００１０】
本発明の鹿角霊芝からの有用物質の抽出装置は、鹿角霊芝から有用物質を抽出する装置において、水を貯蔵する水貯蔵装置と、前記水貯蔵装置から取り出された水を飽和蒸気圧以上の圧力にする加圧装置と、前記水貯蔵装置から取り出された水を抽出温度までに加熱する加熱装置と、前記圧力と前記抽出温度を維持して供給される加圧熱水を、所定の抽出時間前記鹿角霊芝に接触させ、有用物質を抽出する抽出装置本体と、前記抽出された有用物質を冷却させる冷却装置と、前記冷却されるまでの有用物質を前記圧力のもとで液相を保持させる背圧装置と、前記背圧装置の切換えで、前記圧力を開放して前記抽出された液相の有用物質を排出して回収する回収装置とからなる。
【００１１】
この鹿角霊芝からのβグルカンの抽出には、加水分解の前処理として、鹿角霊芝を所定の熱処理温度で、所定の熱処理時間をかけて熱処理を行うと良い。また、加圧熱水を抽出温度まで加熱する方法は、一気に行うことなく所定時間かけて徐々に昇温し加熱させる。更に、βグルカンの抽出温度までに加熱する前に、常温から１００℃〜１２０℃の範囲で、飽和蒸気圧以上の圧力に加圧した前記加圧熱水を、所定時間の間鹿角霊芝に接触させて加水分解により、鹿角霊芝から主にトリテルペノイド類を抽出することもできる。
【００１２】
以下、本発明を構成する主な要素毎に説明する。
［鹿角霊芝］
本発明で使用する鹿角霊芝は、天然、又は人工栽培されたものを使用する。この鹿角霊芝は、採取した生の状態、又はこれを自然、又は人工的に乾燥させたものを用いる。乾燥させた鹿角霊芝を細片、又は粉状に切断、又は粉砕したものを抽出に用いる 。細片、又は粉状への切断は、凍結されたもの、又は常温のものを食品用の公知の切断機、又は粉砕機を用いる。
【００１３】
［前処理］
本発明でいう前処理は、鹿角霊芝を加水分解する前の前処理として乾燥、又は酸化のための加熱処理を行うことをいう。この前処理は、鹿角霊芝を酸化させるために行うものであり、この酸化により鹿角霊芝から有用物質を抽出するとき、加水分解の進行を効率的に行うための処理である。この前処理のための熱処理温度を高く、かつ熱処理を長時間行うと、鹿角霊芝の細胞破壊と同時にβグルカンそのものの分解も起きるので、最適な温度、時間は限られる。本発明でいう前処理のための熱処理温度は、９０℃〜１３５℃の範囲の温度であり、熱処理時間は１日〜２ヶ月である。好ましくは、この熱処理温度は、省エネルギー、及びβグルカンの分解を防ぐ意味で、９５℃〜１０５℃が好ましい。また、熱処理時間は３日（７２時間）以内が好ましい。
【００１４】
［加圧熱水］
本発明でいう加圧熱水とは、鹿角霊芝に接触させて加水分解して有用物質を抽出するときに用いる媒体であり、飽和蒸気圧以上の圧力に加圧、加熱された液相の水である。水は、不純物が少ない蒸留水、又はイオン交換水が好ましい。
【００１５】
［βグルカンの抽出］
本発明のβグルカンの抽出は、飽和蒸気圧以上の圧力で加圧し抽出温度までに加熱された液相状態の加圧熱水を、鹿角霊芝に接触させて抽出時間の間加水分解して行う。本発明でいう飽和蒸気圧以上の圧力は、０．１ＭＰａ〜５．０ＭＰａの範囲の圧力である。βグルカンを抽出するために最終的に到達するときの抽出温度とは、１４５℃〜１９０℃の範囲の温度であり、好ましくは１５５℃〜１８５℃の範囲である。抽出のための時間は、省エネルギーの観点、及びβグルカンが分解しないという観点からは、可能な限り短い時間が良い。このための抽出時間は、概ね１２０分以内が好ましい。この１２０分以内とは、設定した抽出温度に達したとき、実質的にβグルカンの抽出が完了していることもあるので、０分を含む概念である。また、主にβグルカンを含む抽出液は、冷却させ圧力を開放して常温で液相状態で回収する。
【００１６】
［熱処理温度と抽出温度］
本発明の前処理のための熱処理温度と抽出温度との関係は、次のように推定される。加圧熱水によるβグルカンの抽出のための抽出温度は、本発明では１４５℃〜１９０℃であり、好ましくは１５５℃〜１８５℃の範囲である。加水分解の前処理として、熱処理時間が長くなると抽出温度は低くなり、熱処理時間が短くなると抽出温度は高くなる傾向がある。これは、高い熱処理温度に長時間鹿角霊芝を空気中で晒すと、鹿角霊芝の細胞膜の破壊とβグルカンそのものの分解も起きているためと推定される。熱処理時間が短時間の場合、細胞破壊も同様に発生しているが、βグルカンの分解は大きくは起きていない状態が保たれていると推定される。
【００１７】
［他の有用物質の抽出］
本発明の有用物質の抽出は、鹿角霊芝からβグルカンの抽出が主であるが、鹿角霊芝から常温から約１００℃〜１２０℃の範囲で、加圧熱水により加水分解されて抽出されるトリテルペノイド類も有効に抽出することができる。抽出温度が１００℃以下では、殆ど検出することができず、抽出温度が１２０℃以上であれば、トリテルペノイド類は分解することが判明した。本発明の有用物質の抽出は、βグルカン、トリテルペノイド類以外も、加水分解が可能なものであれば、抽出可能な温度領域が判明すれば、他の有用物質も有効に抽出することができる。前記抽出温度までに加熱する前に、常温から１００℃〜１２０℃の範囲で前記飽和蒸気圧以上の圧力に加圧した前記加圧熱水で前記抽出時間の間加水分解し、前記鹿角霊芝から主にトリテルペノイド類を抽出する
【発明の効果】
【００１８】
本発明の鹿角霊芝からの有用物質の抽出は、溶媒に水のみを使用し、この溶媒を加圧、加熱して鹿角霊芝に接触させ、最適な条件で反応させることによって、βグルカン等の有用物質を効率よく抽出できるようになった。抽出方法が簡素で、短時間に抽出できるようになった。この結果、低コストで大量のβグルカン等の有用物質を抽出できることとなった。また、溶媒が水のみのために抽出した有用物質を含む水溶液をそのまま、又は食品等に添加して食することができる等の利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の具体的な実施の態様を説明する。本実施の形態は、主に食品や医薬品に使用される有用物質を抽出する技術であり、その抽出対象は特に鹿角霊芝（以下「原料」という）に適用し、この原料から生理活性機能を有する有用な機能性物質、即ちβグルカン等の有用物質を最適条件の溶媒を使用して抽出する技術とその抽出装置である。
【００２０】
次に、有用物質を抽出するための装置の構成を説明する。有用物質はβグルカン、トリテルペノイド類、ラノスタン系化合物等種々あるが、以下、有用物質をβグルカンに代表させて説明する。図１は、主にβグルカンの抽出装置１の概要図で、模式的に示した図である。リアクタ２ａは反応器として示しているが、本発明の構成の中心をなす抽出装置本体２の一部をなしている。内部には細片或いは細粉化した原料Ａを装入している。端的にいうと、抽出装置本体２に装入されている原料Ａを加圧加熱した溶媒に接触させてβグルカンを抽出する。
【００２１】
本実施の形態に関する抽出装置の構成は、抽出装置本体２以外に予め溶媒を貯蔵している溶媒タンク３と、この溶媒タンク３内の溶媒４を取り出し所定の圧力に高めて送り出す高圧ポンプ５と、送り出された溶媒４を所定の温度に加熱する加熱装置（熱交換器）６と、この加熱装置６で加熱された溶媒４が供給される前述した抽出装置本体２と、この抽出装置本体２で抽出されたβグルカン７を冷却するための冷却装置８と、βグルカン７の高圧状態を維持させる背圧弁９と、この背圧弁９を介して排出されるβグルカン７を回収する回収装置１０等から構成されている。
【００２２】
抽出装置本体２は、この中心部に細片化された原料Ａを貯蔵するためのリアクタ２ａが設けられ、このリアクタ２ａはステンレス製のものであり、この入口と出口に多孔質フィルタを備えた構造になっている。このリアクタ２ａの外側に、これを加熱して維持するリアクタ加熱装置であるマントルヒータ２ｂが設けられている。この抽出装置本体２の溶媒供給側には、リボンヒータ２ｃが設けられており、このリボンヒータ２ｃは加熱装置６で加熱された溶媒４の加熱温度を、供給経路の中で所定の温度に維持できるように保温させるためのものである。従って、溶媒４は、この抽出工程の系の中においては、温度低下することなく抽出温度を維持して原料Ａに接触させることができる。
【００２３】
次に、このβグルカン７を抽出する方法を図に従って詳細に説明する。前述したとおり、抽出装置本体２のリアクタ２ａには溶媒４が供給されるが、この溶媒４はイオン交換水等の純水な水である。溶媒４は、予め専用の溶媒タンク３に貯蔵しておく。この溶媒タンク３から取り出された溶媒４は、高圧ポンプ５により高圧にして加熱装置６に送り出される。高圧ポンプ５において、溶媒４は、本実施の形態では０．１〜５．０ＭＰａの設定圧力で加圧される。この圧力は圧力計５ａで表示され目視で確認することができる。
【００２４】
溶媒４はこのように高圧化されて加熱装置６に導かれ加熱される。この加熱装置６は、例えば加熱用蛇管６ａで構成され、加熱された油槽６ｂ、或いは塩浴等にこの加熱用蛇管６ａが浸され、溶媒４はこの加熱用蛇管６ａを通過するときの熱交換により抽出温度に加熱されるようになっている。しかし、この加熱装置６はこの構成に限定されるものではなく、他の加熱方法でもよい。
【００２５】
この溶媒４のβグルカンの抽出のための抽出温度は、本発明では１４５℃〜１９０℃であるが、好ましくは１５５℃〜１８５℃の範囲である。この温度までの温度上昇は、常温段階から時間をかけて徐々に昇温させるようにしている。鹿角霊芝を加水分解する前の前処理として、本発明の熱処理温度は、９０℃〜１３５℃で１日〜２ヶ月の間加熱処理を行っている。好ましくは、この熱処理温度は、９５℃〜１０５℃が良い。熱処理時間が長くなると抽出温度は低くなり、熱処理時間が短くなると抽出温度は高くなる傾向がある。後述する実験１では、熱処理温度１２５℃で７日間の熱処理時間で、前処理した原料を使用したβグルカンの抽出の場合、特に１６０℃の抽出温度の場合に抽出率が高い結果を得ている。また、実験４では、熱処理温度１０５℃で３日間（７２時間）の熱処理時間で、前処理した原料を使用したβグルカンの抽出の場合、１７０℃の抽出温度の場合に抽出率が高い結果を得ている。
【００２６】
このときの抽出時間は２時間以内である。３０分以内であっても好結果を得ている。又、βグルカンを抽出するため抽出温度１６０℃、１７０℃等の温度まで昇温させる過程で、１００℃〜１２０℃の温度範囲で飽和蒸気圧以上の圧力を加えながら、所用時間保持して加水分解し抽出を行うと、トリテルペノイド類が抽出され、その抽出量が多いことが判明しており、好結果を得ている。
【００２７】
この溶媒４の設定温度は、βグルカン７を抽出するために最も適する温度であるが、これは後述する実施例（実験例）により確認されている。また、原料Ａに関しては原料に施す最適な熱処理温度、及び熱処理時間は後述する実施例により確認されている。従って、原料Ａに最適な条件として、常に一定になるように溶媒４が供給され接触維持される。このように加圧、加熱するのは、原料Ａからβグルカン７を多く抽出させ、抽出の収率を向上させるためである。この溶媒４は、抽出装置本体２に供給されるに際しては、熱電対等の温度センサーにより温度管理がなされる。この温度管理により、リアクタ加熱装置のマントルヒータ２ｂによって溶媒４を原料Ａに合わせ最適温度に設定することができ、又、常に一定の温度に保持することもできる。
【００２８】
このようにして、抽出温度をコントロールすることができる。下限は溶媒４の凝固点以上であるが、装置全体の耐圧性を上げると、高温側は臨界点以上の温度でも設定可能である。この条件の範囲にある溶媒４を抽出装置本体２にパイプを介して供給し、抽出装置本体２内に装入されている原料Ａと接触させβグルカン７の抽出を行う。
【００２９】
抽出装置本体２は、主にβグルカン７を抽出するためのものである。抽出装置本体２は図では簡略的に示しているが、端的にいうと、ステンレス製で内部が空洞の円筒体をベースにしたものである。この抽出装置本体２の両端部には、ステンレス製の多孔質フィルタが着脱自在に固定されている。この多孔質フィルタは、例えば２〜１００μｍの範囲の貫通した孔が形成されたものである。
【００３０】
この多孔質フィルタの材質は、ステンレスであるが、ステンレスに限らず多孔質セラミックなどでもよい。予め破砕してある原料Ａの粒径などに合わせ、最も適した孔の開けたものを選択して固定すればよい。本実施の形態においては、熱処理を施した原料Ａを使用しているが、熱処理を施さない原料Ａであってもよい。
【００３１】
又、この抽出装置本体２の両端部には、溶媒４を供給する供給口と抽出された有用物質の排出口が設けられている。この抽出装置本体２に装入されている原料Ａは細切片或いは粉末状にされたもので、抽出し易い形態に破砕、又は切断したものである。
【００３２】
この原料Ａは、多孔質フィルタの間に挟持されているので、抽出装置本体２から流出することはない。抽出装置本体２の外周には、リアクタ加熱装置であるマントルヒータ２ｂが組み込まれ、加圧加熱された溶媒４を一定の温度、即ち鹿角霊芝からのβグルカン抽出のための最適温度、例えば１６０℃で常に加熱保持している。
【００３３】
このマントルヒータ２ｂは、抽出装置本体２を外部から伝熱ヒータ或いは熱媒体油で加熱するための熱交換器である。この抽出装置本体２における有効な抽出時間は、１２０分以内である。この抽出時間の範囲は、βグルカンを効率的に抽出するときの範囲であるが、実際には原料Ａの抽出条件に合わせ抽出する有用物質に合わせ最適な時間を設定する。
【００３４】
抽出装置本体２から排出されたβグルカン７は有用成分を有する溶液として、冷却装置８に送り込まれ、βグルカン７は大気圧下での溶媒の沸騰温度以下（通常室温レベル）まで冷却される。この冷却は、βグルカン７の熱分解や熱変性を抑え、流出する溶媒４の沸騰を防止するためのものである。冷却させる媒体は水道水であり、水道水を通水させて冷却を行う。この冷却は水道水である必要はなく、例えば循環式の冷媒を使用してもよい。冷却されたβグルカン７は、最終的に背圧弁９により排出されるまでは一定の圧力を維持するようになっている。回収時には、この背圧弁９を切換えて圧力保持を開放して外部に有用物質を排出し回収タンク１０に回収する。
【００３５】
この背圧弁９は、溶媒４を高圧状態にして供給する工程、即ち高圧ポンプ５以降の工程で冷却終了時までの間を、抽出温度に於ける溶媒４の圧力を０．１〜５．０ＭＰａで維持し、装置内で有用物質を液相に保つために設けられている。圧力を保持することで、溶媒４の沸点以上の温度領域での抽出操作が可能となる。又、この抽出装置１には、これら一連の流れの中で温度コントローラ、圧力コントローラ等を電気的に制御するためのコントロール装置やスイッチ類が付随して設けられている。
【００３６】
以上、主に装置の構成を中心に説明したが、さらにその抽出技術について詳述する。本発明の特徴は溶媒に純水（イオン交換水）を使用し加圧熱水とし、その加圧熱水の最適使用条件を設定したことにある。この加圧熱水は、蒸発潜熱が不要なため、比較的昇温速度が速く、又加水分解能を有するなどの特徴がある。又、超臨界水と比べ気相状態をもたない液相としての加圧熱水が加水分解プロセスに効果がある。さらに、加圧熱水による熱触媒ハイドロサーマルプロセスは水を触媒として加水分解を行うので、一般的に元来水を多く含むバイオマスに対しては脱水をする必要がないなどの特徴もある。
【００３７】
抽出の方法として、少なくとも飽和蒸気圧以上の所定の圧力と、所定の温度で設定した加圧熱水を設定した抽出時間の間、原料Ａに接触させることで効率的に抽出を行なえる。この抽出は、所定の圧力と所定の温度を２段階に切り換えて、加圧熱水をその温度と圧力に応じた抽出時間の間、原料Ａに接触させ抽出を行なうこともできる。これは各々の抽出温度での有効成分の抽出が、連続的な処理工程の中で同時に行うことができる特徴がある。例えば、抽出温度に対して図２に示すように、前処理条件によって異なるが、鹿角霊芝において、１１０℃と１７０℃に所定圧力と温度を設定し、各々の抽出温度時に抽出時間抽出すると、２種類の有用物質を抽出できる。
【００３８】
即ち、温度１１０℃前後の温度領域では、主にトリテルペノイド類が抽出され、温度１７０℃前後の温度領域では主にβグルカンの有効成分の抽出ができる。図２において、トリテルペノイド類の抽出温度を１１０℃としているが、この抽出温度が上限として１２０℃までは抽出も可能である。又、下限として抽出温度が１００℃までは抽出可能であるが、１００℃以下の温度では、トリテルペノイド類は殆ど抽出されない。従って、抽出温度により、抽出される有用物質は全く異なる。これを一連の抽出工程で連続的に抽出処理を行なうと、非常に効率よく２種の有用物質を含む混合物質を同時に短時間に得ることができる。
【００３９】
トリテルペノイド類とは、苦味の強い物質で、化学的に分離され構造があきらかにされたものは３０種程度といわれ、その１つに有機ゲルマニウムがあり鹿角霊芝に多く含まれていることが知られている。このトリテルペノイド類の効能は、がん細胞の増殖抑制作用の他、抗アレルギー作用、抗高血圧作用、抗血栓作用、コレステロール降下作用、肝障害改善作用、エイズウィルス抑制作用、等に効果があるといわれている。
【００４０】
このようにトリテルペノイド類が１００℃〜１２０℃の範囲で効率よく抽出できることは、実験的に確認されているところであり、βグルカンが１４５℃〜１９０℃で効率よく抽出できることは本発明により実証されている。このように２段階で連続抽出処理することは、２種の有用物質を同時に抽出できて極めて効率的な抽出方法である。説明は２段階としたが、抽出する有用物質が多ければ、それに合わせ多段階の抽出処理を行なってもよいことはいうまでもない。以上、本発明に関わる実施の形態について説明したが、本発明は、これに限定されないことはいうまでもない。本実施の形態は、βグルカンの抽出を中心に説明したが、他の有用物質抽出の適用は可能である。次に本実施の形態に基づく実施例を説明する。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明の実施例を実験例として説明する。実験は図１に示す構成の装置に準じた実験装置で行った。この実験方法を具体的に詳述すると、実験準備段階で、溶媒は水で、水道水で純水を製造するための純水器（イオン交換器）に入れ純水（イオン交換水）にし、脱気を行う。試料は２〜１０ｍｍ程度に粉砕機で粉砕する。試料の鹿角霊芝は、含水率１４〜１５％である。前処理として試料の熱処理を行う。この熱処理は、オーブン（島津製Ｎ−５００Ｋ）で、９０℃〜１３５℃の環境下、１日〜２ヶ月の期間熱養生を行う。この熱処理により、加圧熱水による加水分解が容易になり、有用物質の抽出効率が高くなる。この理由は、定かではないが、鹿角霊芝の細胞膜がこの加熱処理により、細胞膜が酸化し分解しやすくするためと推定される。
【００４２】
次に操作盤の主電源を入れ、データロガー、パソコン、ポンプ、オイルバスの電源を入れる。リアクタを繋ぎ、１００ｍｌ／ｍｉｎで約１０分間通水し洗浄する。試料を入れたリアクタをセットし、マントルヒータをリアクタに被せる。次に本実験を行う。運転開始に伴ない、オイルバススイッチを入れた後、熱伝対の温度が設定温度になったことを確認し、冷却器に冷却水を流し、蛇管６ａをオイルバス６に浸し、リボンヒーター２ｃ、マントルヒーター２ｂのスイッチをオンにする。ポンプ流量を１０ｍｌ／ｍｉｎにセットする。次に昇温過程に移り、データロガーとポンプ５のスイッチを同時に押しスタートさせる。時間はパソコン内の時計で管理する。圧力は背圧弁９で調整し、０．１ＭＰａ〜５．０ＭＰａとし、背圧弁９より出てくるものをビーカーで採取する。これを任意の温度になるまで続ける。
【００４３】
次に温度保持過程に移り、データロガーから出力された数値をみて、昇温状況を確認する。熱電対の温度が設定温度付近にあることを確認する。熱電対の温度差が（±１〜５℃程度）になるように、リボンヒーター２ｃ、マントルヒーター２ｂのスイッチオン，オフで調整する。背圧弁９より出てくるものをビーカーで採取する。これが抽出液である。任意の時間これを続ける。そして、採取した抽出液を分析する。βグルカンの分析は、ムタロターゼ・ＧＯＤ法（酵素発色）により定量した。トリテルペノイド類の分析は、ＴＬＣ法（薄層クロマトグラフィー）で行った。
【００４４】
［実験１］
実験１は、主にβグルカンの最適な抽出温度を探るための実験である。実験方法の概要は次の通りである。
前処理：原試料を１２５℃で７日間加熱した。
試 料：前処理した原試料（約１ｃｍのピース）をリアクタ２ａに装入した。
方 法：１２０、１４０、１６０、１８０℃の各々において昇温し、３時間保持した。各抽出温度への昇温時間は１２０℃で４０分、１４０℃で４３分、１６０℃で５３分、１８０℃で５５分である。昇温時間、その保持時間中に、３０分（ｍｉｎ.）毎に抽出物を採集して、それぞれのβグルカン量を測定した。
条 件：試料１０．０ｇ（約１ｃｍの細片）、流速１０ｍｌ／ｍｉｎ、圧力５．０ＭＰａ、フィルター有り。
溶 媒：イオン交換水
抽出法：流過式リアクタを用いた加圧熱水で抽出した。
分 析：βグルカンの分析は、ムタロターゼ・ＧＯＤ法（グルコースＣII−Test Wako:和光純薬工業株式会社製（日本国大阪府））により定量した。
【００４５】
［実験１の結果と考察］
表１は、各抽出液中の水溶性βグルカン濃度（ｍｇ／１００ｍｌ）を示したものである。
【表１】
１２０℃〜１８０℃の加熱温度において、各原試料を各抽出温度まで、時間毎に抽出された抽出液のβグルカン濃度を計測した。この表１の結果の理解を容易にするため、図３〜図６に各抽出温度毎に棒グラフで示した。結果は、１．５時間以内の抽出で、βグルカンの大半を抽出可能であり、更にいえば１．０時間以内で大半のβグルカンの抽出が可能となることを示している。１６０℃の抽出温度では、抽出時間が３０分以内での抽出が最も多い結果となった。この結果は加圧熱水により、最適条件を設定して行うと短時間で抽出ができることを実証している。
【００４６】
表２は、表１の結果を抽出液中のβグルカン含有量（ｇ／１０ｇ）に置き換えて示したものである。
【表２】
【００４７】
表３は、抽出対象の物質収支を示したものである。
【表３】
【００４８】
原料、残渣、βグルカン、ロスその他の分類で、各抽出温度においての抽出後の結果を示したものである。結果は１６０℃の場合が、抽出されたβグルカンが最も多く、かつ他の抽出成分も最も多く、抽出後の残渣（原試料の残渣）が最も少なくことが判明した。従って、βグルカンの抽出温度は、１６０℃が最適で、かつ他の成分も多く抽出されていることが判明した。
【００４９】
図７は、表３の結果の理解を容易にするために棒グラフ化して示した図である。
［実験２］
実験２は、鹿角霊芝を加圧熱水により抽出する前に、前処理として原試料を熱処理したときの効果を探るための実験である。熱処理をしない未処理のものから、３ヶ月間熱養生した原試料のものを使用した。実験方法の概要は次の通りである。
前処理：原試料を１２５℃で、表４に示す各熱処理時間行った。即ち、各熱処理時間とは、未処理（Ｈ−１実験）、４８時間（Ｈ−２実験）、９６時間（Ｈ−３実験）、１４４時間（Ｍ−１実験）、７２時間（Ｍ−２実験）、１２０時間（Ｍ−３実験）である。
方 法：常温から１５５℃に昇温し、２．５時間保持した。各抽出温度への昇温時間は、Ｈ−１実験で５０分、Ｈ−２実験で５１分、Ｈ−３実験で５３分、Ｍ−１実験５０分、Ｍ−２実験で５２分、Ｍ−３実験で４７分、抽出（１ヶ月）で５０分、抽出（３ヶ月）で５２分である。その保持時間中の１．５時間、及び２．５時間に、その抽出物を採集して、それぞれのβグルカン量を測定した。
これ以外の実験条件、溶媒、βグルカンの測定方法等は、実験１と同一条件である。
【００５０】
［実験２の結果と考察］
表４は、各抽出液中の水溶性βグルカン濃度（ｍｇ／１００ｍｌ）を示したものである。
【表４】
【００５１】
表４は、前処理のための１２５℃の熱処理温度で、各熱処理時間に対応した結果を示したとおり、どの熱処理時間においても、１５５℃の温度を保持した抽出温度で、１．５時間以内における結果が最も抽出効率が良い。
【００５２】
表５は、表４に準じ、抽出液中のβグルカン含有量（ｇ／１０ｇ）を示したものである。実験条件は、実験２と全く同一であるが、前処理として１ヶ月、３ヶ月間熱処理したものを加えた実験結果を示したものである。単位（ｇ／１０ｇ）は、原試料１０ｇ質量当たりのβグルカンの抽出質量（ｇ）を示したものである。但し、表５中の１ヶ月間及び３ヶ月間熱処理したした原試料は、熱処理温度を１２５℃で処理したものである。表５で示した通り、結果は表４と同様の結果であり、１ヶ月、３ヶ月の長期に亘る前処理のための熱処理時間であっても、抽出温度で、１．５時間以内における結果が最も抽出効率が良い。また、７２時間以上の熱処理時間は、実質的にβグルカンの抽出量が変わらないことが伺える。
【表５】
【００５３】
加熱による前処理をしない原試料と、加熱による前処理した原試料との間に、βグルカンの抽出率に差が生じたのは、１２５℃による加熱による前処理により、細胞壁（膜）が酸化し、破壊され易くなり、加圧熱水で加水分解が促進されたと推察される。表４のデータから、２日以上熱処理を行えば、有効と推察される。また、３ヶ月では、１ヶ月以上に比べて抽出率が低下しており、３ヶ月以上の熱処理、即ち過剰な酸化はあまり意味がないものと推察される。
【００５４】
［実験３］
実験３は、１００℃未満の加圧熱水による抽出ではβグルカンが抽出されず、テルペノイド類が抽出されることを探るための実験である。
前処理：なし
試 料：原試料（約１ｃｍのピース）をリアクタ２ａに装入した。
方 法：常温から表６に示す各抽出温度に昇温した後、抽出時間は１．０時間とした。各抽出温度への昇温時間は、実験Ｄ−１で３２分、実験Ｄ−２で３０分、実験Ｄ−３で３７分、実験Ｄ−４で０分である。
条 件：試料１０．０ｇ（約１ｃｍの細片）、流速１０ｍｌ／ｍｉｎ．、圧力２．０ＭＰａ、フィルター有り。
溶 媒：イオン交換水
これら以外の実験条件、溶媒、βグルカンの測定方法等は、実験１と同一条件である。
【００５５】
［実験３の結果と考察］
表６は、前処理として熱処理を施さない原試料に対して、１００℃以下の抽出温度、即ち９０℃、７０℃、５０℃、２５℃の各温度のイオン交換水でβグルカンの抽出を行なった結果で、そのイオン交換水中のβグルカンの量を検出したものである。
【表６】
表６から分かるように、１００℃以下の抽出温度ではβグルカンは殆ど抽出されない結果となった。なお、前述したＴＬＣ法により検出したが、テルペノイド類も抽出されないことが判明した。
【００５６】
［実験４］
実験４は、１５０℃から１９０℃の加圧熱水による抽出温度範囲で、βグルカンの最適な抽出温度を詳細に探るための実験である。抽出温度１５０℃から１９０℃の範囲において、厳密に抽出効率を計測するために５℃の範囲で実験した。ただし、前処理条件を実験１〜３とは変更した。実験方法の概要は次の通りである。
【００５７】
前処理：原試料を１０５℃で、３日（７２時間）間加熱した。前処理のための熱処理温度は、省エネルギーの観点から言えば、可能な限り低い温度で短期間が好ましい。しかしながら、食品等の実験で行われている乾燥温度は、一般的に１０５℃、或いは１３５℃とされていることを考慮して、この実験４では、１０５℃を前処理のための熱処理温度と設定した。また、前処理のための熱処理時間の３日（７２時間）は、実験２の結果から決定した。
方 法：常温から表７に示す各抽出温度に昇温されたときの昇温時、昇温後３０分間、昇温後３０〜６０分間のβグルカン量（ｇ）を測定した。各抽出温度への昇温時間は、１５０℃で６４分、１５５℃で７４分、１６０℃で７０分、１６５℃で６０分、１７０℃で５９分、１７５℃で５３分、１８０℃で６０分、１８５℃で５９分、１９０℃で５９分である。
条 件：試料１０．０ｇ（約１ｃｍの細片）、流速１０ｍｌ／ｍｉｎ．、圧力２．０ＭＰａ、フィルター有り。
溶 媒：イオン交換水
これら以外の実験条件、溶媒、βグルカンの測定方法等は、実験１と同一条件である。
【００５８】
表７及び図８は、実験４の各抽出温度へ昇温までの昇温時（１）、昇温後の３０分間（２）、３０−６０分間（３）のβグルカンの抽出量（ｇ／１０ｇ）を示すものである。
【表７】
【００５９】
表８は、各抽出温度での、残渣、抽出物の総量、βグルカン抽出量、及びβグルカンを除いたその他の抽出量（ｇ／１０ｇ）を示す結果である。
【表８】
【００６０】
［実験４の結果と考察］
実験１の結果では１６０℃近傍の温度で最大量のβグルカンが抽出できた。これに対して、表７に示した結果は１７０℃がピーク値を示している。実験１と実験４とは、前処理条件が大きく異なっている。実験１の前処理は、原試料を１２５℃で７日間加熱したものであった。これに対して、実験４は、原試料を１０５℃で、３日（７２時間）間加熱したものを用いた。
【００６１】
即ち、実験１と実験４では、前処理条件が異なっている。実験１の高い熱処理温度と長時間の熱処理で、鹿角霊芝の細胞破壊とβグルカンそのものの分解も起きている、と推定される。実験４の熱処理時間と熱処理温度では、細胞破壊も同様に発生しているが、βグルカンの分解は大きくは起きていない状態が保たれている、と推定される。その結果として、細胞破壊が十分に進行した実験１の熱処理温度と熱処理時間では、実験４の抽出温度に比して、比較的低い温度でもβグルカンが抽出できたものであり、そのピークが１６０℃である。
【００６２】
しかしながら、実験４の前処理条件で細胞破壊は、十分であったと考察されるが、中には、破壊寸前の細胞も存在していたと推測できる。βグルカンについては、分解されるまでは進行してはおらず、抽出する温度域がおのずと高くなってしまったものと推測される。従って、実験４の前処理条件では、抽出温度が１７０℃で最高を示したものである。要するに、βグルカンが最高に抽出された抽出温度が、実験１より実験４において約１０℃前回より高くなった原因は、鹿角霊芝の細胞破壊とβグルカンの分解に原因があったと思われる。
【００６３】
実験１と実験４の抽出量は、実験１は、乾燥重量ベースで１６％、実験４では３３％となった。この事実は、前述した説明の裏付けとなるもので、熱処理温度が高く、熱処理時間が長かった実験１は、βグルカンそのものの分解が起きていたと考えられる。あるいは、分解寸前のβグルカンが多く存在し、加圧熱水に接触することにより分解してしまったと考えられる。この結果で、βグルカンの特性が明らかになったと考えられる。
【００６４】
［実験５］
実験５は、実験４で求めた１７０℃のβグルカン抽出温度において、最も効率的に抽出できる前処理のための熱処理温度を求めるための実験である。実験方法の概要は次の通りである。
前処理：原試料を９０℃、９５℃、１００℃、１０５℃、１１０℃、１１５℃、１２０℃で、３日（７２時間）間加熱した。７２時間の設定は、実験２の結果から設定した。
方 法：常温から抽出温度１７０℃に昇温後、６０分間抽出した抽出液のβグルカン量を分析した。分析は、より高い精度を求めるために（１）、（２）に同一原試料、同一方法でβグルカン量を抽出して、その平均値をβグルカン量とした。熱処理温度１０５℃のβグルカン量は、実験４の結果を採用した。
抽出温度１７０℃への昇温時間は、熱処理温度９０℃のもので５２分、以下９５℃で５１分、１００℃で５２分、１０５℃で５９分、１１０℃で５０分、１１５℃で５０分、１２０℃で５０分である。
これら以外の実験条件、溶媒、βグルカンの測定方法等は、実験４と同一条件である。
【００６５】
表９及び図９は、熱処理温度の違いによるβグルカン抽出量（ｇ／１０ｇ）を示す結果である。
【表９】
【００６６】
表１０は、各熱処理温度での、残渣、抽出物の総量、βグルカン抽出量、及びβグルカンを除いたその他の抽出量（ｇ／１０ｇ）を示す結果である。
【表１０】
【００６７】
［実験５の結果と考察］
表９、１０に示すように、熱処理温度１００℃がβグルカンの抽出量の最高値を示した。なお、熱処理温度は、省エネルギーの観点から言えば、低い方が好ましい。この結果から、実験４で設定した熱処理温度１０５℃が妥当な設定であったことが伺える。ただし、抽出物の量では、熱処理温度１２０℃が最高の抽出量を示しているが、この熱処理温度ではβグルカンが崩壊していることを示している。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】図１は、βグルカンを抽出するための抽出装置を模式的に示した概要図である。
【図２】図２は、トリテルペノイド類とβグルカンを抽出する形態の説明図である。
【図３】図３は、４段階の抽出温度で時間毎に抽出した抽出液中のβグルカン濃度のデータ図で、抽出温度が１２０℃の場合を示す。
【図４】図４は、４段階の抽出温度で時間毎に抽出した抽出液中のβグルカン濃度のデータ図で、抽出温度が１４０℃の場合を示す。
【図５】図５は、４段階の抽出温度で時間毎に抽出した抽出液中のβグルカン濃度のデータ図で、抽出温度が１６０℃の場合を示す。
【図６】図６は、４段階の抽出温度で時間毎に抽出した抽出液中のβグルカン濃度のデータ図で、抽出温度が１８０℃の場合を示す。
【図７】図７は、抽出対象の物質収支を示したデータ図である。
【図８】図８は、抽出温度別のβグルカンの抽出量のデータ図である。
【図９】図９は、熱処理温度別のβグルカンの抽出量のデータ図である。
【符号の説明】
【００６９】
Ａ…鹿角霊芝
１…抽出装置
２…抽出装置本体
３…溶媒タンク
４…溶媒
５…高圧ポンプ
６…加熱装置
７…βグルカン
８…冷却装置
９…背圧弁
１０…回収装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鹿角霊芝の中から食品や医薬品に有用なβグルカン等の有用物質を抽出する抽出方法とその装置に関する。更に詳しくは、鹿角霊芝に溶媒として高圧加熱された加圧熱水を接触させ、βグルカン等の有用物質を効率よく抽出する抽出方法とその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
植物には、生理活性機能を有する多種の有用成分が多く含まれている。これらの有効成分は天然化合物として、例えば、きのこ類には多く含まれており、特に鹿角霊芝には免疫賦活性等の機能を有するβグルカンが多量に含まれていることが最近の研究で明らかになっている。きのこは成長すると、傘が開き胞子を放出するが、この胞子に栄養分が多く含まれている。この栄養分の中の１つであるβグルカンは特に免疫賦活性作用が大きく、抗がん性に優れていると評価されている。中でもβ（１―３）Ｄグルカンの効果が大きい。このβ（１―３）Ｄグルカンは前述のようにきのこ類に多く含まれており、特に鹿角霊芝に多く含有されていることが知られている。
【０００３】
鹿角霊芝とは、自然界では霊芝数万本に数本しか出現しないといわれる貴重なきのこである。形状が鹿の角に類似していることから鹿角霊芝と呼ばれている。この鹿角霊芝には前述したように他のきのこに比べ並外れたβグルカンを含むことが知られており、鹿角霊芝の乾燥体の５３％のβ（１―３）Ｄグルカンが含有しているといわれている。又、例えば、アガリスクきのこの３〜５倍のβグルカンが含まれているともいわれている。βグルカンとは多糖類の一種で、他の多糖類と異なり免疫活性作用があり、前述のように特に抗がん作用を活性させる特徴がある。このβグルカンを体内に吸収させるためには、低分子単糖類にする必要があるが、現状の酵素法、加熱法、微粉化等の技術での可溶化率は１〜５％程度といわれている。
【０００４】
この鹿角霊芝からβグルカンを抽出する抽出技術については、従来から具体的な例が知られている。例えば、鹿角霊芝を爆砕処理し、次いで微粉砕した後、微アルカリ性緩衝液中でプロテアーゼの存在下、又は非存在下で加温処理してβグルカンを抽出する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。又、鹿角霊芝の細胞内の水を、この水と二酸化炭素流体との双方に相溶性をもつ媒体、例えばエチルアルコールで置換し、この細胞内の水をエチルアルコールで置換している鹿角霊芝を、二酸化炭素流体と接触させ、細胞内の水の一部を二酸化炭素流体に置換し、圧力を一挙に減じて細胞内を体積膨張させ細胞壁を破壊しβグルカンを抽出する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００６−３７０１６号公報
【特許文献２】特開２００６−１２９７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
βグルカンは、鹿角霊芝の細胞壁を構成している堅い構造物質の植物繊維である。この鹿角霊芝を人間がそのまま食しても、βグルカンの堅い細胞壁は、人間のもつ消化酵素では分解されずそのまま排泄されてしまう。このため、βグルカンの免疫賦活作用が抗がん性に優れているとされながらも、例えば、この粉末を服用しても腸から吸収されず、充分な生理作用を得ることができないのが現状である。
【０００６】
又、βグルカンは、水にもアルコール類にも殆ど溶解しないことから、βグルカンの有効成分を抽出することは限られたものとなる。そのため、鹿角霊芝からβグルカンの有効成分を取り出すために、例えば活性剤や酵素を用いる酵素法、加熱法、微粉化法等、種々の方法が試みられ提案されており、特に鹿角霊芝特有の堅い細胞壁の破壊等を、これらの方法で行い抽出を行なっているのが現状である。
【０００７】
しかしながら、現状の方法によって細胞膜を破壊したとしても、効率的にβグルカンの有効成分を取り出すことができるとは限らない。それは、細胞膜破壊に伴なって、例えば爆砕や熱的破壊によって、目的とする有効成分が熱的破壊を受けてその有効性を失うおそれがあるからである。また、酵素法は多くの工程で時間を要し、抽出技術としては非能率的である。従って、従来の抽出方法は、必ずしも含有されているβグルカンの有効成分を、そのまま効率的に抽出されているわけではない。しかも、細胞膜を破壊させるためにも、現状はその抽出に多くの工程を要し、また抽出時間も多く要している。更に水以外の溶媒を使用する場合は、最終段階でβグルカンの有効成分を分離しなければならない。
【０００８】
本発明の目的は、溶媒を水のみとし、加圧熱水を利用し操作が容易で短時間に鹿角霊芝からβグルカンの有効成分を効率よく抽出するための抽出方法とその装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、低コストで鹿角霊芝からβグルカンの有効成分を抽出する抽出方法とその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、本発明は、前記目的を達成するために次の手段をとる。
本発明の鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法は、鹿角霊芝から有用物質を抽出する方法において、飽和蒸気圧以上の圧力で加圧し抽出温度までに加熱した加圧熱水を前記鹿角霊芝に接触させて抽出時間の間加水分解し、前記鹿角霊芝から主にβグルカンを抽出することを特徴とする。
【００１０】
本発明の鹿角霊芝からの有用物質の抽出装置は、鹿角霊芝から有用物質を抽出する装置において、水を貯蔵する水貯蔵装置と、前記水貯蔵装置から取り出された水を飽和蒸気圧以上の圧力にする加圧装置と、前記水貯蔵装置から取り出された水を抽出温度までに加熱する加熱装置と、前記圧力と前記抽出温度を維持して供給される加圧熱水を、所定の抽出時間前記鹿角霊芝に接触させ、有用物質を抽出する抽出装置本体と、前記抽出された有用物質を冷却させる冷却装置と、前記冷却されるまでの有用物質を前記圧力のもとで液相を保持させる背圧装置と、前記背圧装置の切換えで、前記圧力を開放して前記抽出された液相の有用物質を排出して回収する回収装置とからなる。
【００１１】
この鹿角霊芝からのβグルカンの抽出には、加水分解の前処理として、鹿角霊芝を所定の熱処理温度で、所定の熱処理時間をかけて熱処理を行うと良い。また、加圧熱水を抽出温度まで加熱する方法は、一気に行うことなく所定時間かけて徐々に昇温し加熱させる。更に、βグルカンの抽出温度までに加熱する前に、常温から１００℃〜１２０℃の範囲で、飽和蒸気圧以上の圧力に加圧した前記加圧熱水を、所定時間の間鹿角霊芝に接触させて加水分解により、鹿角霊芝から主にトリテルペノイド類を抽出することもできる。
【００１２】
以下、本発明を構成する主な要素毎に説明する。
［鹿角霊芝］
本発明で使用する鹿角霊芝は、天然、又は人工栽培されたものを使用する。この鹿角霊芝は、採取した生の状態、又はこれを自然、又は人工的に乾燥させたものを用いる。乾燥させた鹿角霊芝を細片、又は粉状に切断、又は粉砕したものを抽出に用いる 。細片、又は粉状への切断は、凍結されたもの、又は常温のものを食品用の公知の切断機、又は粉砕機を用いる。
【００１３】
［前処理］
本発明でいう前処理は、鹿角霊芝を加水分解する前の前処理として乾燥、又は酸化のための加熱処理を行うことをいう。この前処理は、鹿角霊芝を酸化させるために行うものであり、この酸化により鹿角霊芝から有用物質を抽出するとき、加水分解の進行を効率的に行うための処理である。この前処理のための熱処理温度を高く、かつ熱処理を長時間行うと、鹿角霊芝の細胞破壊と同時にβグルカンそのものの分解も起きるので、最適な温度、時間は限られる。本発明でいう前処理のための熱処理温度は、９０℃〜１３５℃の範囲の温度であり、熱処理時間は１日〜２ヶ月である。好ましくは、この熱処理温度は、省エネルギー、及びβグルカンの分解を防ぐ意味で、９５℃〜１０５℃が好ましい。また、熱処理時間は３日（７２時間）以内が好ましい。
【００１４】
［加圧熱水］
本発明でいう加圧熱水とは、鹿角霊芝に接触させて加水分解して有用物質を抽出するときに用いる媒体であり、飽和蒸気圧以上の圧力に加圧、加熱された液相の水である。水は、不純物が少ない蒸留水、又はイオン交換水が好ましい。
【００１５】
［βグルカンの抽出］
本発明のβグルカンの抽出は、飽和蒸気圧以上の圧力で加圧し抽出温度までに加熱された液相状態の加圧熱水を、鹿角霊芝に接触させて抽出時間の間加水分解して行う。本発明でいう飽和蒸気圧以上の圧力は、０．１ＭＰａ〜５．０ＭＰａの範囲の圧力である。βグルカンを抽出するために最終的に到達するときの抽出温度とは、１４５℃〜１９０℃の範囲の温度であり、好ましくは１５５℃〜１８５℃の範囲である。抽出のための時間は、省エネルギーの観点、及びβグルカンが分解しないという観点からは、可能な限り短い時間が良い。このための抽出時間は、概ね１２０分以内が好ましい。この１２０分以内とは、設定した抽出温度に達したとき、実質的にβグルカンの抽出が完了していることもあるので、０分を含む概念である。また、主にβグルカンを含む抽出液は、冷却させ圧力を開放して常温で液相状態で回収する。
【００１６】
［熱処理温度と抽出温度］
本発明の前処理のための熱処理温度と抽出温度との関係は、次のように推定される。加圧熱水によるβグルカンの抽出のための抽出温度は、本発明では１４５℃〜１９０℃であり、好ましくは１５５℃〜１８５℃の範囲である。加水分解の前処理として、熱処理時間が長くなると抽出温度は低くなり、熱処理時間が短くなると抽出温度は高くなる傾向がある。これは、高い熱処理温度に長時間鹿角霊芝を空気中で晒すと、鹿角霊芝の細胞膜の破壊とβグルカンそのものの分解も起きているためと推定される。熱処理時間が短時間の場合、細胞破壊も同様に発生しているが、βグルカンの分解は大きくは起きていない状態が保たれていると推定される。
【００１７】
［他の有用物質の抽出］
本発明の有用物質の抽出は、鹿角霊芝からβグルカンの抽出が主であるが、鹿角霊芝から常温から約１００℃〜１２０℃の範囲で、加圧熱水により加水分解されて抽出されるトリテルペノイド類も有効に抽出することができる。抽出温度が１００℃以下では、殆ど検出することができず、抽出温度が１２０℃以上であれば、トリテルペノイド類は分解することが判明した。本発明の有用物質の抽出は、βグルカン、トリテルペノイド類以外も、加水分解が可能なものであれば、抽出可能な温度領域が判明すれば、他の有用物質も有効に抽出することができる。前記抽出温度までに加熱する前に、常温から１００℃〜１２０℃の範囲で前記飽和蒸気圧以上の圧力に加圧した前記加圧熱水で前記抽出時間の間加水分解し、前記鹿角霊芝から主にトリテルペノイド類を抽出する
【発明の効果】
【００１８】
本発明の鹿角霊芝からの有用物質の抽出は、溶媒に水のみを使用し、この溶媒を加圧、加熱して鹿角霊芝に接触させ、最適な条件で反応させることによって、βグルカン等の有用物質を効率よく抽出できるようになった。抽出方法が簡素で、短時間に抽出できるようになった。この結果、低コストで大量のβグルカン等の有用物質を抽出できることとなった。また、溶媒が水のみのために抽出した有用物質を含む水溶液をそのまま、又は食品等に添加して食することができる等の利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の具体的な実施の態様を説明する。本実施の形態は、主に食品や医薬品に使用される有用物質を抽出する技術であり、その抽出対象は特に鹿角霊芝（以下「原料」という）に適用し、この原料から生理活性機能を有する有用な機能性物質、即ちβグルカン等の有用物質を最適条件の溶媒を使用して抽出する技術とその抽出装置である。
【００２０】
次に、有用物質を抽出するための装置の構成を説明する。有用物質はβグルカン、トリテルペノイド類、ラノスタン系化合物等種々あるが、以下、有用物質をβグルカンに代表させて説明する。図１は、主にβグルカンの抽出装置１の概要図で、模式的に示した図である。リアクタ２ａは反応器として示しているが、本発明の構成の中心をなす抽出装置本体２の一部をなしている。内部には細片或いは細粉化した原料Ａを装入している。端的にいうと、抽出装置本体２に装入されている原料Ａを加圧加熱した溶媒に接触させてβグルカンを抽出する。
【００２１】
本実施の形態に関する抽出装置の構成は、抽出装置本体２以外に予め溶媒を貯蔵している溶媒タンク３と、この溶媒タンク３内の溶媒４を取り出し所定の圧力に高めて送り出す高圧ポンプ５と、送り出された溶媒４を所定の温度に加熱する加熱装置（熱交換器）６と、この加熱装置６で加熱された溶媒４が供給される前述した抽出装置本体２と、この抽出装置本体２で抽出されたβグルカン７を冷却するための冷却装置８と、βグルカン７の高圧状態を維持させる背圧弁９と、この背圧弁９を介して排出されるβグルカン７を回収する回収装置１０等から構成されている。
【００２２】
抽出装置本体２は、この中心部に細片化された原料Ａを貯蔵するためのリアクタ２ａが設けられ、このリアクタ２ａはステンレス製のものであり、この入口と出口に多孔質フィルタを備えた構造になっている。このリアクタ２ａの外側に、これを加熱して維持するリアクタ加熱装置であるマントルヒータ２ｂが設けられている。この抽出装置本体２の溶媒供給側には、リボンヒータ２ｃが設けられており、このリボンヒータ２ｃは加熱装置６で加熱された溶媒４の加熱温度を、供給経路の中で所定の温度に維持できるように保温させるためのものである。従って、溶媒４は、この抽出工程の系の中においては、温度低下することなく抽出温度を維持して原料Ａに接触させることができる。
【００２３】
次に、このβグルカン７を抽出する方法を図に従って詳細に説明する。前述したとおり、抽出装置本体２のリアクタ２ａには溶媒４が供給されるが、この溶媒４はイオン交換水等の純水な水である。溶媒４は、予め専用の溶媒タンク３に貯蔵しておく。この溶媒タンク３から取り出された溶媒４は、高圧ポンプ５により高圧にして加熱装置６に送り出される。高圧ポンプ５において、溶媒４は、本実施の形態では０．１〜５．０ＭＰａの設定圧力で加圧される。この圧力は圧力計５ａで表示され目視で確認することができる。
【００２４】
溶媒４はこのように高圧化されて加熱装置６に導かれ加熱される。この加熱装置６は、例えば加熱用蛇管６ａで構成され、加熱された油槽６ｂ、或いは塩浴等にこの加熱用蛇管６ａが浸され、溶媒４はこの加熱用蛇管６ａを通過するときの熱交換により抽出温度に加熱されるようになっている。しかし、この加熱装置６はこの構成に限定されるものではなく、他の加熱方法でもよい。
【００２５】
この溶媒４のβグルカンの抽出のための抽出温度は、本発明では１４５℃〜１９０℃であるが、好ましくは１５５℃〜１８５℃の範囲である。この温度までの温度上昇は、常温段階から時間をかけて徐々に昇温させるようにしている。鹿角霊芝を加水分解する前の前処理として、本発明の熱処理温度は、９０℃〜１３５℃で１日〜２ヶ月の間加熱処理を行っている。好ましくは、この熱処理温度は、９５℃〜１０５℃が良い。熱処理時間が長くなると抽出温度は低くなり、熱処理時間が短くなると抽出温度は高くなる傾向がある。後述する実験１では、熱処理温度１２５℃で７日間の熱処理時間で、前処理した原料を使用したβグルカンの抽出の場合、特に１６０℃の抽出温度の場合に抽出率が高い結果を得ている。また、実験４では、熱処理温度１０５℃で３日間（７２時間）の熱処理時間で、前処理した原料を使用したβグルカンの抽出の場合、１７０℃の抽出温度の場合に抽出率が高い結果を得ている。
【００２６】
このときの抽出時間は２時間以内である。３０分以内であっても好結果を得ている。又、βグルカンを抽出するため抽出温度１６０℃、１７０℃等の温度まで昇温させる過程で、１００℃〜１２０℃の温度範囲で飽和蒸気圧以上の圧力を加えながら、所用時間保持して加水分解し抽出を行うと、トリテルペノイド類が抽出され、その抽出量が多いことが判明しており、好結果を得ている。
【００２７】
この溶媒４の設定温度は、βグルカン７を抽出するために最も適する温度であるが、これは後述する実施例（実験例）により確認されている。また、原料Ａに関しては原料に施す最適な熱処理温度、及び熱処理時間は後述する実施例により確認されている。従って、原料Ａに最適な条件として、常に一定になるように溶媒４が供給され接触維持される。このように加圧、加熱するのは、原料Ａからβグルカン７を多く抽出させ、抽出の収率を向上させるためである。この溶媒４は、抽出装置本体２に供給されるに際しては、熱電対等の温度センサーにより温度管理がなされる。この温度管理により、リアクタ加熱装置のマントルヒータ２ｂによって溶媒４を原料Ａに合わせ最適温度に設定することができ、又、常に一定の温度に保持することもできる。
【００２８】
このようにして、抽出温度をコントロールすることができる。下限は溶媒４の凝固点以上であるが、装置全体の耐圧性を上げると、高温側は臨界点以上の温度でも設定可能である。この条件の範囲にある溶媒４を抽出装置本体２にパイプを介して供給し、抽出装置本体２内に装入されている原料Ａと接触させβグルカン７の抽出を行う。
【００２９】
抽出装置本体２は、主にβグルカン７を抽出するためのものである。抽出装置本体２は図では簡略的に示しているが、端的にいうと、ステンレス製で内部が空洞の円筒体をベースにしたものである。この抽出装置本体２の両端部には、ステンレス製の多孔質フィルタが着脱自在に固定されている。この多孔質フィルタは、例えば２〜１００μｍの範囲の貫通した孔が形成されたものである。
【００３０】
この多孔質フィルタの材質は、ステンレスであるが、ステンレスに限らず多孔質セラミックなどでもよい。予め破砕してある原料Ａの粒径などに合わせ、最も適した孔の開けたものを選択して固定すればよい。本実施の形態においては、熱処理を施した原料Ａを使用しているが、熱処理を施さない原料Ａであってもよい。
【００３１】
又、この抽出装置本体２の両端部には、溶媒４を供給する供給口と抽出された有用物質の排出口が設けられている。この抽出装置本体２に装入されている原料Ａは細切片或いは粉末状にされたもので、抽出し易い形態に破砕、又は切断したものである。
【００３２】
この原料Ａは、多孔質フィルタの間に挟持されているので、抽出装置本体２から流出することはない。抽出装置本体２の外周には、リアクタ加熱装置であるマントルヒータ２ｂが組み込まれ、加圧加熱された溶媒４を一定の温度、即ち鹿角霊芝からのβグルカン抽出のための最適温度、例えば１６０℃で常に加熱保持している。
【００３３】
このマントルヒータ２ｂは、抽出装置本体２を外部から伝熱ヒータ或いは熱媒体油で加熱するための熱交換器である。この抽出装置本体２における有効な抽出時間は、１２０分以内である。この抽出時間の範囲は、βグルカンを効率的に抽出するときの範囲であるが、実際には原料Ａの抽出条件に合わせ抽出する有用物質に合わせ最適な時間を設定する。
【００３４】
抽出装置本体２から排出されたβグルカン７は有用成分を有する溶液として、冷却装置８に送り込まれ、βグルカン７は大気圧下での溶媒の沸騰温度以下（通常室温レベル）まで冷却される。この冷却は、βグルカン７の熱分解や熱変性を抑え、流出する溶媒４の沸騰を防止するためのものである。冷却させる媒体は水道水であり、水道水を通水させて冷却を行う。この冷却は水道水である必要はなく、例えば循環式の冷媒を使用してもよい。冷却されたβグルカン７は、最終的に背圧弁９により排出されるまでは一定の圧力を維持するようになっている。回収時には、この背圧弁９を切換えて圧力保持を開放して外部に有用物質を排出し回収タンク１０に回収する。
【００３５】
この背圧弁９は、溶媒４を高圧状態にして供給する工程、即ち高圧ポンプ５以降の工程で冷却終了時までの間を、抽出温度に於ける溶媒４の圧力を０．１〜５．０ＭＰａで維持し、装置内で有用物質を液相に保つために設けられている。圧力を保持することで、溶媒４の沸点以上の温度領域での抽出操作が可能となる。又、この抽出装置１には、これら一連の流れの中で温度コントローラ、圧力コントローラ等を電気的に制御するためのコントロール装置やスイッチ類が付随して設けられている。
【００３６】
以上、主に装置の構成を中心に説明したが、さらにその抽出技術について詳述する。本発明の特徴は溶媒に純水（イオン交換水）を使用し加圧熱水とし、その加圧熱水の最適使用条件を設定したことにある。この加圧熱水は、蒸発潜熱が不要なため、比較的昇温速度が速く、又加水分解能を有するなどの特徴がある。又、超臨界水と比べ気相状態をもたない液相としての加圧熱水が加水分解プロセスに効果がある。さらに、加圧熱水による熱触媒ハイドロサーマルプロセスは水を触媒として加水分解を行うので、一般的に元来水を多く含むバイオマスに対しては脱水をする必要がないなどの特徴もある。
【００３７】
抽出の方法として、少なくとも飽和蒸気圧以上の所定の圧力と、所定の温度で設定した加圧熱水を設定した抽出時間の間、原料Ａに接触させることで効率的に抽出を行なえる。この抽出は、所定の圧力と所定の温度を２段階に切り換えて、加圧熱水をその温度と圧力に応じた抽出時間の間、原料Ａに接触させ抽出を行なうこともできる。これは各々の抽出温度での有効成分の抽出が、連続的な処理工程の中で同時に行うことができる特徴がある。例えば、抽出温度に対して図２に示すように、前処理条件によって異なるが、鹿角霊芝において、１１０℃と１７０℃に所定圧力と温度を設定し、各々の抽出温度時に抽出時間抽出すると、２種類の有用物質を抽出できる。
【００３８】
即ち、温度１１０℃前後の温度領域では、主にトリテルペノイド類が抽出され、温度１７０℃前後の温度領域では主にβグルカンの有効成分の抽出ができる。図２において、トリテルペノイド類の抽出温度を１１０℃としているが、この抽出温度が上限として１２０℃までは抽出も可能である。又、下限として抽出温度が１００℃までは抽出可能であるが、１００℃以下の温度では、トリテルペノイド類は殆ど抽出されない。従って、抽出温度により、抽出される有用物質は全く異なる。これを一連の抽出工程で連続的に抽出処理を行なうと、非常に効率よく２種の有用物質を含む混合物質を同時に短時間に得ることができる。
【００３９】
トリテルペノイド類とは、苦味の強い物質で、化学的に分離され構造があきらかにされたものは３０種程度といわれ、その１つに有機ゲルマニウムがあり鹿角霊芝に多く含まれていることが知られている。このトリテルペノイド類の効能は、がん細胞の増殖抑制作用の他、抗アレルギー作用、抗高血圧作用、抗血栓作用、コレステロール降下作用、肝障害改善作用、エイズウィルス抑制作用、等に効果があるといわれている。
【００４０】
このようにトリテルペノイド類が１００℃〜１２０℃の範囲で効率よく抽出できることは、実験的に確認されているところであり、βグルカンが１４５℃〜１９０℃で効率よく抽出できることは本発明により実証されている。このように２段階で連続抽出処理することは、２種の有用物質を同時に抽出できて極めて効率的な抽出方法である。説明は２段階としたが、抽出する有用物質が多ければ、それに合わせ多段階の抽出処理を行なってもよいことはいうまでもない。以上、本発明に関わる実施の形態について説明したが、本発明は、これに限定されないことはいうまでもない。本実施の形態は、βグルカンの抽出を中心に説明したが、他の有用物質抽出の適用は可能である。次に本実施の形態に基づく実施例を説明する。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明の実施例を実験例として説明する。実験は図１に示す構成の装置に準じた実験装置で行った。この実験方法を具体的に詳述すると、実験準備段階で、溶媒は水で、水道水で純水を製造するための純水器（イオン交換器）に入れ純水（イオン交換水）にし、脱気を行う。試料は２〜１０ｍｍ程度に粉砕機で粉砕する。試料の鹿角霊芝は、含水率１４〜１５％である。前処理として試料の熱処理を行う。この熱処理は、オーブン（島津製Ｎ−５００Ｋ）で、９０℃〜１３５℃の環境下、１日〜２ヶ月の期間熱養生を行う。この熱処理により、加圧熱水による加水分解が容易になり、有用物質の抽出効率が高くなる。この理由は、定かではないが、鹿角霊芝の細胞膜がこの加熱処理により、細胞膜が酸化し分解しやすくするためと推定される。
【００４２】
次に操作盤の主電源を入れ、データロガー、パソコン、ポンプ、オイルバスの電源を入れる。リアクタを繋ぎ、１００ｍｌ／ｍｉｎで約１０分間通水し洗浄する。試料を入れたリアクタをセットし、マントルヒータをリアクタに被せる。次に本実験を行う。運転開始に伴ない、オイルバススイッチを入れた後、熱伝対の温度が設定温度になったことを確認し、冷却器に冷却水を流し、蛇管６ａをオイルバス６に浸し、リボンヒーター２ｃ、マントルヒーター２ｂのスイッチをオンにする。ポンプ流量を１０ｍｌ／ｍｉｎにセットする。次に昇温過程に移り、データロガーとポンプ５のスイッチを同時に押しスタートさせる。時間はパソコン内の時計で管理する。圧力は背圧弁９で調整し、０．１ＭＰａ〜５．０ＭＰａとし、背圧弁９より出てくるものをビーカーで採取する。これを任意の温度になるまで続ける。
【００４３】
次に温度保持過程に移り、データロガーから出力された数値をみて、昇温状況を確認する。熱電対の温度が設定温度付近にあることを確認する。熱電対の温度差が（±１〜５℃程度）になるように、リボンヒーター２ｃ、マントルヒーター２ｂのスイッチオン，オフで調整する。背圧弁９より出てくるものをビーカーで採取する。これが抽出液である。任意の時間これを続ける。そして、採取した抽出液を分析する。βグルカンの分析は、ムタロターゼ・ＧＯＤ法（酵素発色）により定量した。トリテルペノイド類の分析は、ＴＬＣ法（薄層クロマトグラフィー）で行った。
【００４４】
［実験１］
実験１は、主にβグルカンの最適な抽出温度を探るための実験である。実験方法の概要は次の通りである。
前処理：原試料を１２５℃で７日間加熱した。
試 料：前処理した原試料（約１ｃｍのピース）をリアクタ２ａに装入した。
方 法：１２０、１４０、１６０、１８０℃の各々において昇温し、３時間保持した。各抽出温度への昇温時間は１２０℃で４０分、１４０℃で４３分、１６０℃で５３分、１８０℃で５５分である。昇温時間、その保持時間中に、３０分（ｍｉｎ.）毎に抽出物を採集して、それぞれのβグルカン量を測定した。
条 件：試料１０．０ｇ（約１ｃｍの細片）、流速１０ｍｌ／ｍｉｎ、圧力５．０ＭＰａ、フィルター有り。
溶 媒：イオン交換水
抽出法：流過式リアクタを用いた加圧熱水で抽出した。
分 析：βグルカンの分析は、ムタロターゼ・ＧＯＤ法（グルコースＣII−Test Wako:和光純薬工業株式会社製（日本国大阪府））により定量した。
【００４５】
［実験１の結果と考察］
表１は、各抽出液中の水溶性βグルカン濃度（ｍｇ／１００ｍｌ）を示したものである。
【表１】
１２０℃〜１８０℃の加熱温度において、各原試料を各抽出温度まで、時間毎に抽出された抽出液のβグルカン濃度を計測した。この表１の結果の理解を容易にするため、図３〜図６に各抽出温度毎に棒グラフで示した。結果は、１．５時間以内の抽出で、βグルカンの大半を抽出可能であり、更にいえば１．０時間以内で大半のβグルカンの抽出が可能となることを示している。１６０℃の抽出温度では、抽出時間が３０分以内での抽出が最も多い結果となった。この結果は加圧熱水により、最適条件を設定して行うと短時間で抽出ができることを実証している。
【００４６】
表２は、表１の結果を抽出液中のβグルカン含有量（ｇ／１０ｇ）に置き換えて示したものである。
【表２】
【００４７】
表３は、抽出対象の物質収支を示したものである。
【表３】
【００４８】
原料、残渣、βグルカン、ロスその他の分類で、各抽出温度においての抽出後の結果を示したものである。結果は１６０℃の場合が、抽出されたβグルカンが最も多く、かつ他の抽出成分も最も多く、抽出後の残渣（原試料の残渣）が最も少なくことが判明した。従って、βグルカンの抽出温度は、１６０℃が最適で、かつ他の成分も多く抽出されていることが判明した。
【００４９】
図７は、表３の結果の理解を容易にするために棒グラフ化して示した図である。
［実験２］
実験２は、鹿角霊芝を加圧熱水により抽出する前に、前処理として原試料を熱処理したときの効果を探るための実験である。熱処理をしない未処理のものから、３ヶ月間熱養生した原試料のものを使用した。実験方法の概要は次の通りである。
前処理：原試料を１２５℃で、表４に示す各熱処理時間行った。即ち、各熱処理時間とは、未処理（Ｈ−１実験）、４８時間（Ｈ−２実験）、９６時間（Ｈ−３実験）、１４４時間（Ｍ−１実験）、７２時間（Ｍ−２実験）、１２０時間（Ｍ−３実験）である。
方 法：常温から１５５℃に昇温し、２．５時間保持した。各抽出温度への昇温時間は、Ｈ−１実験で５０分、Ｈ−２実験で５１分、Ｈ−３実験で５３分、Ｍ−１実験５０分、Ｍ−２実験で５２分、Ｍ−３実験で４７分、抽出（１ヶ月）で５０分、抽出（３ヶ月）で５２分である。その保持時間中の１．５時間、及び２．５時間に、その抽出物を採集して、それぞれのβグルカン量を測定した。
これ以外の実験条件、溶媒、βグルカンの測定方法等は、実験１と同一条件である。
【００５０】
［実験２の結果と考察］
表４は、各抽出液中の水溶性βグルカン濃度（ｍｇ／１００ｍｌ）を示したものである。
【表４】
【００５１】
表４は、前処理のための１２５℃の熱処理温度で、各熱処理時間に対応した結果を示したとおり、どの熱処理時間においても、１５５℃の温度を保持した抽出温度で、１．５時間以内における結果が最も抽出効率が良い。
【００５２】
表５は、表４に準じ、抽出液中のβグルカン含有量（ｇ／１０ｇ）を示したものである。実験条件は、実験２と全く同一であるが、前処理として１ヶ月、３ヶ月間熱処理したものを加えた実験結果を示したものである。単位（ｇ／１０ｇ）は、原試料１０ｇ質量当たりのβグルカンの抽出質量（ｇ）を示したものである。但し、表５中の１ヶ月間及び３ヶ月間熱処理したした原試料は、熱処理温度を１２５℃で処理したものである。表５で示した通り、結果は表４と同様の結果であり、１ヶ月、３ヶ月の長期に亘る前処理のための熱処理時間であっても、抽出温度で、１．５時間以内における結果が最も抽出効率が良い。また、７２時間以上の熱処理時間は、実質的にβグルカンの抽出量が変わらないことが伺える。
【表５】
【００５３】
加熱による前処理をしない原試料と、加熱による前処理した原試料との間に、βグルカンの抽出率に差が生じたのは、１２５℃による加熱による前処理により、細胞壁（膜）が酸化し、破壊され易くなり、加圧熱水で加水分解が促進されたと推察される。表４のデータから、２日以上熱処理を行えば、有効と推察される。また、３ヶ月では、１ヶ月以上に比べて抽出率が低下しており、３ヶ月以上の熱処理、即ち過剰な酸化はあまり意味がないものと推察される。
【００５４】
［実験３］
実験３は、１００℃未満の加圧熱水による抽出ではβグルカンが抽出されず、テルペノイド類が抽出されることを探るための実験である。
前処理：なし
試 料：原試料（約１ｃｍのピース）をリアクタ２ａに装入した。
方 法：常温から表６に示す各抽出温度に昇温した後、抽出時間は１．０時間とした。各抽出温度への昇温時間は、実験Ｄ−１で３２分、実験Ｄ−２で３０分、実験Ｄ−３で３７分、実験Ｄ−４で０分である。
条 件：試料１０．０ｇ（約１ｃｍの細片）、流速１０ｍｌ／ｍｉｎ．、圧力２．０ＭＰａ、フィルター有り。
溶 媒：イオン交換水
これら以外の実験条件、溶媒、βグルカンの測定方法等は、実験１と同一条件である。
【００５５】
［実験３の結果と考察］
表６は、前処理として熱処理を施さない原試料に対して、１００℃以下の抽出温度、即ち９０℃、７０℃、５０℃、２５℃の各温度のイオン交換水でβグルカンの抽出を行なった結果で、そのイオン交換水中のβグルカンの量を検出したものである。
【表６】
表６から分かるように、１００℃以下の抽出温度ではβグルカンは殆ど抽出されない結果となった。なお、前述したＴＬＣ法により検出したが、テルペノイド類も抽出されないことが判明した。
【００５６】
［実験４］
実験４は、１５０℃から１９０℃の加圧熱水による抽出温度範囲で、βグルカンの最適な抽出温度を詳細に探るための実験である。抽出温度１５０℃から１９０℃の範囲において、厳密に抽出効率を計測するために５℃の範囲で実験した。ただし、前処理条件を実験１〜３とは変更した。実験方法の概要は次の通りである。
【００５７】
前処理：原試料を１０５℃で、３日（７２時間）間加熱した。前処理のための熱処理温度は、省エネルギーの観点から言えば、可能な限り低い温度で短期間が好ましい。しかしながら、食品等の実験で行われている乾燥温度は、一般的に１０５℃、或いは１３５℃とされていることを考慮して、この実験４では、１０５℃を前処理のための熱処理温度と設定した。また、前処理のための熱処理時間の３日（７２時間）は、実験２の結果から決定した。
方 法：常温から表７に示す各抽出温度に昇温されたときの昇温時、昇温後３０分間、昇温後３０〜６０分間のβグルカン量（ｇ）を測定した。各抽出温度への昇温時間は、１５０℃で６４分、１５５℃で７４分、１６０℃で７０分、１６５℃で６０分、１７０℃で５９分、１７５℃で５３分、１８０℃で６０分、１８５℃で５９分、１９０℃で５９分である。
条 件：試料１０．０ｇ（約１ｃｍの細片）、流速１０ｍｌ／ｍｉｎ．、圧力２．０ＭＰａ、フィルター有り。
溶 媒：イオン交換水
これら以外の実験条件、溶媒、βグルカンの測定方法等は、実験１と同一条件である。
【００５８】
表７及び図８は、実験４の各抽出温度へ昇温までの昇温時（１）、昇温後の３０分間（２）、３０−６０分間（３）のβグルカンの抽出量（ｇ／１０ｇ）を示すものである。
【表７】
【００５９】
表８は、各抽出温度での、残渣、抽出物の総量、βグルカン抽出量、及びβグルカンを除いたその他の抽出量（ｇ／１０ｇ）を示す結果である。
【表８】
【００６０】
［実験４の結果と考察］
実験１の結果では１６０℃近傍の温度で最大量のβグルカンが抽出できた。これに対して、表７に示した結果は１７０℃がピーク値を示している。実験１と実験４とは、前処理条件が大きく異なっている。実験１の前処理は、原試料を１２５℃で７日間加熱したものであった。これに対して、実験４は、原試料を１０５℃で、３日（７２時間）間加熱したものを用いた。
【００６１】
即ち、実験１と実験４では、前処理条件が異なっている。実験１の高い熱処理温度と長時間の熱処理で、鹿角霊芝の細胞破壊とβグルカンそのものの分解も起きている、と推定される。実験４の熱処理時間と熱処理温度では、細胞破壊も同様に発生しているが、βグルカンの分解は大きくは起きていない状態が保たれている、と推定される。その結果として、細胞破壊が十分に進行した実験１の熱処理温度と熱処理時間では、実験４の抽出温度に比して、比較的低い温度でもβグルカンが抽出できたものであり、そのピークが１６０℃である。
【００６２】
しかしながら、実験４の前処理条件で細胞破壊は、十分であったと考察されるが、中には、破壊寸前の細胞も存在していたと推測できる。βグルカンについては、分解されるまでは進行してはおらず、抽出する温度域がおのずと高くなってしまったものと推測される。従って、実験４の前処理条件では、抽出温度が１７０℃で最高を示したものである。要するに、βグルカンが最高に抽出された抽出温度が、実験１より実験４において約１０℃前回より高くなった原因は、鹿角霊芝の細胞破壊とβグルカンの分解に原因があったと思われる。
【００６３】
実験１と実験４の抽出量は、実験１は、乾燥重量ベースで１６％、実験４では３３％となった。この事実は、前述した説明の裏付けとなるもので、熱処理温度が高く、熱処理時間が長かった実験１は、βグルカンそのものの分解が起きていたと考えられる。あるいは、分解寸前のβグルカンが多く存在し、加圧熱水に接触することにより分解してしまったと考えられる。この結果で、βグルカンの特性が明らかになったと考えられる。
【００６４】
［実験５］
実験５は、実験４で求めた１７０℃のβグルカン抽出温度において、最も効率的に抽出できる前処理のための熱処理温度を求めるための実験である。実験方法の概要は次の通りである。
前処理：原試料を９０℃、９５℃、１００℃、１０５℃、１１０℃、１１５℃、１２０℃で、３日（７２時間）間加熱した。７２時間の設定は、実験２の結果から設定した。
方 法：常温から抽出温度１７０℃に昇温後、６０分間抽出した抽出液のβグルカン量を分析した。分析は、より高い精度を求めるために（１）、（２）に同一原試料、同一方法でβグルカン量を抽出して、その平均値をβグルカン量とした。熱処理温度１０５℃のβグルカン量は、実験４の結果を採用した。
抽出温度１７０℃への昇温時間は、熱処理温度９０℃のもので５２分、以下９５℃で５１分、１００℃で５２分、１０５℃で５９分、１１０℃で５０分、１１５℃で５０分、１２０℃で５０分である。
これら以外の実験条件、溶媒、βグルカンの測定方法等は、実験４と同一条件である。
【００６５】
表９及び図９は、熱処理温度の違いによるβグルカン抽出量（ｇ／１０ｇ）を示す結果である。
【表９】
【００６６】
表１０は、各熱処理温度での、残渣、抽出物の総量、βグルカン抽出量、及びβグルカンを除いたその他の抽出量（ｇ／１０ｇ）を示す結果である。
【表１０】
【００６７】
［実験５の結果と考察］
表９、１０に示すように、熱処理温度１００℃がβグルカンの抽出量の最高値を示した。なお、熱処理温度は、省エネルギーの観点から言えば、低い方が好ましい。この結果から、実験４で設定した熱処理温度１０５℃が妥当な設定であったことが伺える。ただし、抽出物の量では、熱処理温度１２０℃が最高の抽出量を示しているが、この熱処理温度ではβグルカンが崩壊していることを示している。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】図１は、βグルカンを抽出するための抽出装置を模式的に示した概要図である。
【図２】図２は、トリテルペノイド類とβグルカンを抽出する形態の説明図である。
【図３】図３は、４段階の抽出温度で時間毎に抽出した抽出液中のβグルカン濃度のデータ図で、抽出温度が１２０℃の場合を示す。
【図４】図４は、４段階の抽出温度で時間毎に抽出した抽出液中のβグルカン濃度のデータ図で、抽出温度が１４０℃の場合を示す。
【図５】図５は、４段階の抽出温度で時間毎に抽出した抽出液中のβグルカン濃度のデータ図で、抽出温度が１６０℃の場合を示す。
【図６】図６は、４段階の抽出温度で時間毎に抽出した抽出液中のβグルカン濃度のデータ図で、抽出温度が１８０℃の場合を示す。
【図７】図７は、抽出対象の物質収支を示したデータ図である。
【図８】図８は、抽出温度別のβグルカンの抽出量のデータ図である。
【図９】図９は、熱処理温度別のβグルカンの抽出量のデータ図である。
【符号の説明】
【００６９】
Ａ…鹿角霊芝
１…抽出装置
２…抽出装置本体
３…溶媒タンク
４…溶媒
５…高圧ポンプ
６…加熱装置
７…βグルカン
８…冷却装置
９…背圧弁
１０…回収装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鹿角霊芝から有用物質を抽出する方法において、
飽和蒸気圧以上の圧力で加圧し抽出温度までに加熱した加圧熱水を前記鹿角霊芝に接触させて抽出時間の間加水分解し、前記鹿角霊芝から主にβグルカンを抽出する
ことを特徴とする鹿角霊芝から有用物質の抽出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法において、
前記鹿角霊芝は、前記加水分解の前処理として所定の熱処理温度で所定の熱処理時間かけて加熱処理されたものである
ことを特徴とする鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法において、
前記加圧熱水を前記抽出温度まで加熱する方法は、所定時間かけて徐々に昇温し加熱する
ことを特徴とする鹿角霊芝から有用物質の抽出方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法において、
前記抽出温度に達する前に、常温から１００℃〜１２０℃の範囲で、前記飽和蒸気圧以上の圧力に加圧した前記加圧熱水により所定時間の間加水分解し、前記鹿角霊芝から主にトリテルペノイド類を抽出する
ことを特徴とする鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法において、
前記飽和蒸気圧以上の圧力は、０．１ＭＰａ〜５．０ＭＰａの範囲の圧力である
ことを特徴とする鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法において、
前記抽出温度は、１４５℃〜１９０℃の範囲の温度である
ことを特徴とする鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法。
【請求項７】
請求項１又は２に記載の鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法において、
前記抽出時間は、１２０分以内である
ことを特徴とする鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法。
【請求項８】
請求項１又は２に記載の鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法において、
前記抽出された主にβグルカンからなる有用物質は、冷却させ圧力開放し液相状態で回収するようにした
ことを特徴とする鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法。
【請求項９】
請求項２に記載の鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法において、
前記熱処理温度は、９０℃〜１３５℃の範囲の温度である
ことを特徴とする鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法において、
前記熱処理時間は、１日〜２ヶ月の範囲の時間である
ことを特徴とする鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法。
【請求項１１】
鹿角霊芝から有用物質を抽出する装置において、
水を貯蔵する水貯蔵装置と、
前記水貯蔵装置から取り出された水を飽和蒸気圧以上の圧力にする加圧装置と、
前記水貯蔵装置から取り出された水を抽出温度までに加熱する加熱装置と、
前記圧力と前記抽出温度を維持して供給される加圧熱水を、所定の抽出時間前記鹿角霊芝に接触させ、有用物質を抽出する抽出装置本体と、
前記抽出された有用物質を冷却させる冷却装置と、
前記冷却されるまでの有用物質を前記圧力のもとで液相を保持させる背圧装置と、
前記背圧装置の切換えで、前記圧力を開放して前記抽出された液相の有用物質を排出して回収する回収装置と
からなる鹿角霊芝からの有用物質の抽出装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の鹿角霊芝からの有用物質の抽出装置において、
前記飽和蒸気圧以上の圧力は、０．１ＭＰａ〜５．０ＭＰａの範囲の圧力である
ことを特徴とする鹿角霊芝からの有用物質の抽出装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の鹿角霊芝からの有用物質の抽出装置において、
前記抽出温度は、１４５℃〜１９０℃の範囲の温度である
ことを特徴とする鹿角霊芝からの有用物質の抽出装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の鹿角霊芝からの有用物質の抽出装置において、
前記抽出時間は、１２０分以内である
ことを特徴とする鹿角霊芝からの有用物質の抽出装置。
【請求項１】
鹿角霊芝から有用物質を抽出する方法において、
飽和蒸気圧以上の圧力で加圧し抽出温度までに加熱した加圧熱水を前記鹿角霊芝に接触させて抽出時間の間加水分解し、前記鹿角霊芝から主にβグルカンを抽出する
ことを特徴とする鹿角霊芝から有用物質の抽出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法において、
前記鹿角霊芝は、前記加水分解の前処理として所定の熱処理温度で所定の熱処理時間かけて加熱処理されたものである
ことを特徴とする鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法において、
前記加圧熱水を前記抽出温度まで加熱する方法は、所定時間かけて徐々に昇温し加熱する
ことを特徴とする鹿角霊芝から有用物質の抽出方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法において、
前記抽出温度に達する前に、常温から１００℃〜１２０℃の範囲で、前記飽和蒸気圧以上の圧力に加圧した前記加圧熱水により所定時間の間加水分解し、前記鹿角霊芝から主にトリテルペノイド類を抽出する
ことを特徴とする鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法において、
前記飽和蒸気圧以上の圧力は、０．１ＭＰａ〜５．０ＭＰａの範囲の圧力である
ことを特徴とする鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法において、
前記抽出温度は、１４５℃〜１９０℃の範囲の温度である
ことを特徴とする鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法。
【請求項７】
請求項１又は２に記載の鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法において、
前記抽出時間は、１２０分以内である
ことを特徴とする鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法。
【請求項８】
請求項１又は２に記載の鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法において、
前記抽出された主にβグルカンからなる有用物質は、冷却させ圧力開放し液相状態で回収するようにした
ことを特徴とする鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法。
【請求項９】
請求項２に記載の鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法において、
前記熱処理温度は、９０℃〜１３５℃の範囲の温度である
ことを特徴とする鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法において、
前記熱処理時間は、１日〜２ヶ月の範囲の時間である
ことを特徴とする鹿角霊芝からの有用物質の抽出方法。
【請求項１１】
鹿角霊芝から有用物質を抽出する装置において、
水を貯蔵する水貯蔵装置と、
前記水貯蔵装置から取り出された水を飽和蒸気圧以上の圧力にする加圧装置と、
前記水貯蔵装置から取り出された水を抽出温度までに加熱する加熱装置と、
前記圧力と前記抽出温度を維持して供給される加圧熱水を、所定の抽出時間前記鹿角霊芝に接触させ、有用物質を抽出する抽出装置本体と、
前記抽出された有用物質を冷却させる冷却装置と、
前記冷却されるまでの有用物質を前記圧力のもとで液相を保持させる背圧装置と、
前記背圧装置の切換えで、前記圧力を開放して前記抽出された液相の有用物質を排出して回収する回収装置と
からなる鹿角霊芝からの有用物質の抽出装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の鹿角霊芝からの有用物質の抽出装置において、
前記飽和蒸気圧以上の圧力は、０．１ＭＰａ〜５．０ＭＰａの範囲の圧力である
ことを特徴とする鹿角霊芝からの有用物質の抽出装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の鹿角霊芝からの有用物質の抽出装置において、
前記抽出温度は、１４５℃〜１９０℃の範囲の温度である
ことを特徴とする鹿角霊芝からの有用物質の抽出装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の鹿角霊芝からの有用物質の抽出装置において、
前記抽出時間は、１２０分以内である
ことを特徴とする鹿角霊芝からの有用物質の抽出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１３８１９５（Ｐ２００８−１３８１９５Ａ）
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９１４２５（Ｐ２００７−２９１４２５）
【出願日】平成１９年１１月９日（２００７．１１．９）
【出願人】（０００１６８１９３）株式会社ミゾタ (12)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月９日（２００７．１１．９）
【出願人】（０００１６８１９３）株式会社ミゾタ (12)
【Ｆターム（参考）】
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