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WO2004048419A9 - フェヌグリーク種子の分別、精製及び利用法 - Google Patents

フェヌグリーク種子の分別、精製及び利用法

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WO2004048419A9
WO2004048419A9 PCT/JP2002/013432 JP0213432W WO2004048419A9 WO 2004048419 A9 WO2004048419 A9 WO 2004048419A9 JP 0213432 W JP0213432 W JP 0213432W WO 2004048419 A9 WO2004048419 A9 WO 2004048419A9
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endosperm
seed coat
seeds
fenugreek
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Toshihisa Tanaka
Kenji Iwamoto
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Air Green Co Ltd
Toshihisa Tanaka
Kenji Iwamoto
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    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
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    • C08B37/006Heteroglycans, i.e. polysaccharides having more than one sugar residue in the main chain in either alternating or less regular sequence; Gellans; Succinoglycans; Arabinogalactans; Tragacanth or gum tragacanth or traganth from Astragalus; Gum Karaya from Sterculia urens; Gum Ghatti from Anogeissus latifolia; Derivatives thereof
    • C08B37/0087Glucomannans or galactomannans; Tara or tara gum, i.e. D-mannose and D-galactose units, e.g. from Cesalpinia spinosa; Tamarind gum, i.e. D-galactose, D-glucose and D-xylose units, e.g. from Tamarindus indica; Gum Arabic, i.e. L-arabinose, L-rhamnose, D-galactose and D-glucuronic acid units, e.g. from Acacia Senegal or Acacia Seyal; Derivatives thereof
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    • A23V2002/00Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs

Definitions

  • the present invention provides a method for physically separating fenugreek seeds into endosperm and seed coat (including cotyledons), physically refining the endosperm, and producing an endosperm powder containing high-purity galactomannan. It is a method of using huengreek seed coat (including cotyledons) and endosperm as various industrial raw materials including extraction. Background art
  • Fenugreek Trigonella Foenum Graecum
  • the main component of fenugreek endosperm is galactomannan (see Fig. 1), which is a high molecular polysaccharide that binds galactose (see Fig. 2) and mannose (see Fig. 2) at a ratio of about 1: 1. Because it is a polysaccharide that humans cannot digest, it is generally called dietary fiber.
  • Galactomannan has the property of absorbing water and gelling when dissolved in water, and is widely used as a natural thickener as an industrial raw material for foods, cosmetics, pharmaceuticals, and the like.
  • Other galactomannan-based natural thickeners include guar gum and mouth-to-cast bean gum, but compared to these gums (a substance that has a thickening effect is referred to as gum in English), fenugeek gum (endosperm) ) Has the highest proportion of galactose.
  • Galacto in galactomannan It has the property of improving water solubility, emulsifiability and stability as the ratio of water increases.
  • the ratio of galactose to mannose is 1: 2 for guar gum, 1: 4 for locust bean gum, and 1: 1 for fenegriek gum.
  • fenegreak gum has the excellent properties of quickly dissolving in water at room temperature to form a stable gel. . Therefore, it is receiving much attention as a raw material from various fields.
  • Fenugreek seeds have long been used as medicinal plants that have been used only as edible spices for nutritional tonicity, increased appetite, antipyretics, increased lactation, and reduced blood sugar. These effects are caused by galactomannan contained in endosperm and various components contained in the seed coat.
  • the galactomannan of fenugreek is also considered to have a sugar absorption inhibitory effect, it is considered that fenugreek suppresses the rise of blood sugar by multiple actions. Furthermore, the fenugreek seed coat contains a resin part and a large amount of a tank which are used as a fragrance of the power ray, and can be used as an industrial raw material in many fields by extracting these.
  • Huenegeek seeds have a completely different composition between endosperm and seed coat.
  • Endosperm is mostly made of a polysaccharide called galactomannan, while seed coat is composed of essential oils, oleoresins, saponins, and proteins.
  • seed coat is composed of essential oils, oleoresins, saponins, and proteins.
  • Galactomannan is a high-molecular-weight polysaccharide in which galactose is attached to the linear polymer of mannose by the side chain, and has the property of increasing the viscosity when dissolved in water. It is widely used as an emulsifier in food, cosmetics and other industrial raw materials.
  • the use of fenugreek galactomannan is less than other galactomannans.
  • the small seeds make it difficult to remove the endosperm, and the unique aroma and bitterness alter the taste and flavor of food when mixed with food.
  • the method of extracting galactomannan from seeds involves powdering the seeds and then chemically treating them. This method utilizes the property that galactomannan dissolves in water but does not dissolve in alcohol. First, powdered seeds are put into water to elute galactomannan. Next, the residue is removed by filtration or centrifugation, and alcohol (mainly ethanol) is added to the remaining aqueous solution of galactomannan until a concentration of about 50% is obtained. Kutmannan causes precipitation. By filtering the solution, a precipitate of galactomannan can be obtained. The resulting galactomannan is colored brown and smells, so it is decolorized and deodorized again using alcohol to obtain white galactomannan.
  • alcohol mainly ethanol
  • fenugreek seeds contain fenugreek oil (essential oil), fenugreek oleoresin (resin), saponins, proteins, etc. It is done in.
  • fenugreek oil and fenugreek oleoresin are widely used as fragrances. These extractions are all performed by crushing seeds. Also recently talked about Extraction of 4-no- and hydroxy-isoleucine, insulin-secreting thighs that are considered to be involved in the hypoglycemic effect of fenegurik seeds, is also performed from seeds. (US patent 5,470,879)
  • Figure 5 shows a flow chart of our extraction method for saponins. This is done by extracting phenoglycoyl from fenegriek seeds using hexane as a solvent, extracting the residue with 70% ethanol, concentrating it, placing it in 95% ethanol to precipitate saponin, and filtering. Then, saponin is removed, and the remaining solution is concentrated to obtain fenuguri oleoresin. Furthermore, the residue is extracted with an alkaline aqueous solution and neutralized to precipitate the protein and remove the protein. It is unlikely that all this extraction will be done at the same time, but individual extractions will be made from Huenig seeds based on demand. The following documents describe such extraction methods.
  • 4-Hydroxyisoleucine is extracted by passing a 70% alcohol extraction solution through a cation exchange resin and a silica gel adsorption column to isolate 4-/-hydroxyisoleucine.
  • This extraction method itself is a method that has been commonly used in the past, without any novelty. After isolation of 4-hydroxyisoleucine, the above method can be carried out to extract the same tree, savonin and the like.
  • the method of extracting galactomannan is completely different from the method of extracting saponin, 4-hydroxyisoleucine, and the like.
  • Galactomannan is an extraction with water, while saponin and 4-hydroxyisoleucine are with an alcohol solution.
  • the diameter of the wire mesh was 60 mesh of 250 microns. This is because the size of the endosperm was assumed to be larger. Shaved seed coats (including cotyledons) are discharged from this wire mesh when they become smaller than 250 microns. As a result of the experiment, the seed coat and endosperm were separated by rotating for about 2 hours. This is due to the difference in hardness between the seed coat, cotyledon and endosperm, with cotyledon being the softest, followed by seed coat and endosperm. After placing the seeds, the seeds are rotated in the cylindrical wire mesh of the peeling device, so that the wire mesh and the seeds rub each other, the seed coat is shaved, and the seed coat becomes thin to some extent.
  • the milled seeds were a mixture of seed coat and endosperm.
  • the seed pieces were placed in a peeling device, and the seed coat and endosperm were separated. As a result, the seed coat and endosperm were separated in about an hour of rotation.
  • Endosperm before being subjected to a color sorter is mixed in various sizes of about 0.5mm to 2mm.
  • the color sorter recognizes each of these endosperms with a camera, and when it recognizes dark endosperm, it shoots off only that endosperm with an air gun.
  • Using a color sorter separates the endosperm with and without the seed coat and increases the efficiency of the subsequent peeling treatment.
  • the problem was that the processing capacity of the color sorter was low. Increasing the processing capacity (moving speed) reduces the 3 ⁇ 4IJ ability, and decreasing the processing capacity improves the sorting ability. With the optimal sorting capacity, only a few kilograms can be processed per hour.
  • the monthly production capacity was about 700 kg.
  • An air-flow crusher is comprised of a plurality of high-speed rotating star-shaped metal plates called rotor blades in a cylindrical tube. By blowing a jet stream into the cylinder and rotating the metal plate, a swirling vortex of air is generated in the cylinder at high speed, causing effects such as impact 'shearing', 'compression', 'milling' and high frequency vibration. Is a crusher for pulverizing the powder. Crushers that perform this function are available from several companies. (See Fig. 7) However, even with this crusher, only 30% of Fenugreek endosperm can be reduced to a powder of 100 mesh or less at one time, and it must be passed through three times to obtain a powder of 100 mesh or less. Needed.
  • Fenugreek endosperm is in the form of a lens and has irregularities.
  • the convex side is easily peeled off, but the concave side is hardly peeled off. Therefore, the peeling device cannot completely remove the seed coat.
  • embryos When the milk is crushed into particles, endosperm particles and seed coat particles are produced, and the seed coat is softer, resulting in smaller particles, and endosperm becomes larger particles than the seed coat. As a result, it was found that the seed coat and endosperm could be separated by a sieve.
  • the endosperm that had not been sorted by the color sorter that is, the endosperm containing the endosperm with the seed coat portion mixed, was passed through an air-flow crusher at a low rotation speed.
  • the resulting powder was passed through an air-flow crusher at a low rotation speed.
  • the air-flow type mill has a drawback that the pulverizing capacity is high but the processing capacity is small.
  • the rotation speed is reduced to produce weak powder, so the pulverizing capacity is lower than that of the air-flow type pulverizer, but the throughput is large, and it may be possible with the impact type pulverizer. I thought and decided to give it a try.
  • the impact-type pulverizer crushes the raw material by giving an impact to the raw material, and does not blow the jet stream like the air-flow-type pulverizer.
  • Our use In the crusher a large number of knurls are mounted around a disk-shaped metal plate, and the disk rotates at high speed so that the hammer crushes the raw material.
  • millstones are milled by turning the upper and lower mills in close contact and produce powder, while milling mills are installed with a certain distance between the upper and lower mills. Is not closely related.
  • the principle is that if a certain interval is left, particles smaller than that interval cannot be formed. When crushed by this crusher, a granular powder such as coarsely ground coffee beans can be produced. 18-30 mesh for this crusher
  • Endosperm powder made from seeds accounts for 20-25% of the seeds, of which high-purity endosperm powder with a galactomannan content of 80% or more accounts for 70%. The remaining 75-80% is seed coat and cotyledons.
  • the method of separating seed coat and endosperm only by a physical method without performing water extraction in this way can produce galactomannan at low cost without using a large amount of alcohol. Furthermore, galactomannan is not contained in the seed coat obtained as a by-product.
  • Endosperm powder A Light brown powder with slightly animal odor.
  • Endosperm powder B Light brown powder with a slight smell.
  • Acid insolubles A 3% or less
  • B 5% or less
  • Dry the product weigh accurately about 1 g of it, add 50 mL of 0 ⁇ 8 ⁇ phosphate buffer and 0.1 mL of heat-resistant amylase solution, and react in a boiling water bath for 30 minutes. After cooling to room temperature, adjust the pH to 7.5 ⁇ 0.1 using a pH meter while adding about 10 mL of 0.275 M sodium hydroxide J-dimension. Add 0.1 mL of the protease solution and react in a water bath at 60 ° C for 30 minutes. After cooling to room temperature, adjust the pH to 4.5 ⁇ 0.2 using a pH meter while adding about 10 mL of 0.325 M hydrochloric acid.
  • ECD electron capture detector
  • ⁇ — BHC standard product Contains BHC 99% or more. Melting point: 157-159 ° C ⁇ ⁇ -BHC standard: ⁇ -BHC contains 98% or more. Melting point: 308-310 ° C' ⁇ -BHC standard: r-BHC 99% or more. Melting point: 112-114 ° C ⁇ ⁇ -BHC standard: ⁇ 5- Contains 95% or more of BHC. Melting point: 137-140 ° C 'pp'-DDD Standard: Contains more than 98% of pp'-DDD. Melting point: 108-110. C ⁇ pp'-DDE standard products: Contains pp'-DDE99o / 0 or more.
  • Melting point: 88-90 ° C 'op'-DDT Standard Contains more than 98% of op'-DDT.
  • Melting point: 73-75 ° C ⁇ pp'-DDT standard Contains 99% or more of pp'-DDT.
  • Melting point: 103-104 ° C. Contains endrin standard: 98% or more endrin. Decomposes at 200 ° C when determining melting point.
  • 'Column carrier diatomaceous earth (177-250 m standard mesh sieve) was washed by refluxing with 6N hydrochloric acid for 2 hours, then washed with distilled water until the effluent became neutral, dried, and treated with methylsilazane (pyridine) Hexamethyldisilazane (special grade) immersed in trimethylchlorosilane (special grade) (5: 3: 1), washed with water for 10 minutes, and dried.
  • methylsilazane pyridine
  • Hexamethyldisilazane special grade
  • trimethylchlorosilane special grade
  • the thin plate used in this test was prepared by spreading silica gel for thin layer chromatography containing 10% gypsum on a glass plate to a thickness of 500 m, heating at 130 ° C for about 1 hour, and activating it. I do. Store this in a container containing silica gel for drying and use it within one week.
  • n-hexane ethyl acetate (9: 1) as an eluent, remove the thin plate when it rises about 10 cm by the ascending method and air dry it for about 5 minutes.
  • test method is the same as for the endosperm powder.
  • test method is the same as for the endosperm powder.
  • the I test method is the same as that of the L-powder L powder.
  • test method is the same as for the endosperm powder.
  • test method is the same as for the endosperm powder.
  • Figure 1 Structural formula of fenuguricugalactomannan
  • Figure 2 Structural formulas of galactose and mannose in fenegriegalactomannan
  • Fig. 3 Formulation of froststanol-type steroidal saponins contained in Huene Greek seed coat
  • Fig. 4 Structural formula of 4-hydroxyisoleucine contained in Fenugreek seed coat
  • Fig. 5 Flow chart for carrying out the invention
  • FIG. 8 Impact type crusher
  • This figure depicts the inside of an impact-type pulverizer, in which a hammer is mounted around a centered disk. The disk rotates at a high speed, and the hammer rotates at a high speed with a slight distance from the wall of the built-in container.
  • This figure shows only the mortar used in the mortar mill, and shows a ring-shaped outer mill and a conical inner mill.
  • the actual machine is installed inside ⁇ ! With a certain gap horizontally, with the inner mill entering the outer mill.
  • the outer mill is fixed and only the inner mill rotates.
  • the fenegriek seeds introduced from the top of the cone are crushed when passing through the gap and discharged through the groove to the bottom of the cone.
  • the best mode for carrying out the invention is shown as a flowchart in FIG. seed
  • the seed coat and endosperm are separated from the mortar by passing them through a mortar-type crusher with a certain distance between the mortars, crushing the seeds, and passing the crushed seeds through an 18 to 30 mesh sieve. Separate by This process is repeated until only the endosperm remains.
  • the endosperm is crushed with an impact crusher. Since it is difficult to pulverize endosperm to 100 mesh or less with an impact-type powder mill, the seed coat that adheres to endosperm is pulverized to 100 mesh or less. This is removed using a sieve. This operation is repeated several times. The mesh size of the sieve and the number of revolutions of the crusher are adjusted according to the situation. When the endosperm that does not pass through the sieve is dissolved in water, the final product must be milky white and non-colored. The sieved product with a galactomannan content of 60-80% is commercialized as B-class endosperm powder. If there is no impact crusher, an air crusher can be used instead.
  • Endosperm powder that has not passed through the 100 mesh is pulverized by an airflow pulverizer. After passing through a 70-mesh sieve, heat-sterilize and package.
  • the seed coat is extracted with n-hexane. Any extractor may be used. A Soxhlet extractor that does not require a lot of solvent is economical. Filter the extract and remove the seed coat. The solvent is distilled off from the filtered extract to obtain n-greek oil. 4 /, Idoxyisoleucine
  • the effluent from the column is concentrated under reduced pressure.
  • the saponin is screened.
  • the precipitated saponin is filtered off. After washing the saponin with the 95% ethanol solution, vacuum-dry and pack the powder.
  • the remaining seed coat is dried, it is extracted with alkaline water. Filter the extract and remove the seed coat of the residue. Neutralization of the extract with acid causes protein precipitation, and the protein precipitate is filtered off. The protein is dried under vacuum and packaged. When using the seed coat as a flavoring or health food ingredient.
  • the seed coat contains a large amount of oil, it hardens when powdered and then heat sterilized. Because it cannot be sterilized, heat sterilization before powdering, sterilize and pulverize. After crushing, immediately pack. Industrial potential
  • Huen Greek is used as a spice in curry, and most Japanese eat the curry, most Japanese are eating Fuen Greek, but most Japanese Not knowing about Huenegriek.
  • fenugreek is cultivated as livestock feed, but its seeds are not edible at all. Isn't fenigree grown for food in India and the Middle East? However, if you want to grow Huen Greek, you can do it anywhere in the world.
  • Fenugreek gum has the characteristics of a functional food as well as the characteristics of a thickener. Therefore, another demand may arise. Then, if there is a great deal of demand in the future, this has the potential to become an industry. As demand for fenegriek gum increases, large amounts of seed coats are generated as by-products.
  • the seed coat contains many active ingredients. By extracting this, it can be used as a raw material for medicines, cosmetics, flavors, and foods.
  • the extracted seed coat is the same as cellulose, hemicellulose, lignin, etc., and the same as wood and wood. It also occurs in large quantities as biomass. If this is used as fuel for power generation, etc., a truly recycling-type environment can be created. By converting it to charcoal, it can be used as a raw material for generating hydrogen gas.

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Description

明細書 フエヌグリーク種子の分別、精製及び利用法 技術分野
本発明は、フエヌグリーク種子を胚乳と種皮 (子葉を含む)に物理的に分別し、 胚乳を物理的に精製し、高純度のガラクトマンナンを含む胚乳粉末を製造する 方法とそれら物理的に分別されたフエヌグリーク種皮 (子葉を含む)及び胚乳を 抽出を含む種々の工業原料として利用する方法である。 背景技術
フエヌグリーク (Fenugreek: Trigonella Foenum Graecum)は、マメ科の 1年草で、 その種子は、古くから食用や薬用に用しゝられてきている。最も有名な利用方法は、 カレ一の原料としてカレーの香りと粘りを出すための香辛料として用いられる。フ ェヌグリーク胚乳の主成分は、ガラクトマンナン (図 1参照)で、ガラクトース (図 2 参照)とマンノース (図 2参照)力約 1 :1の比率で結合している高分子多糖類であ る。人が消化できない多糖類なので、一般的に食物繊維と言われている。ガラク トマンナンは、水に溶かすと水分を吸収しゲル化する性質があり、天然増粘剤と して広く食品、化粧品、医薬品等の工業用原料として利用されている。他のガラ クトマンナン系の天然増粘剤には、グァ一ガムや口一カストビーンガムがあるが, これらのガム (増粘作用を持つ物質を英語でガムと言う)に比べてフエヌグリーク ガム (胚乳)は、ガラクトースの割合が最も高い。ガラクトマンナン中のガラクトー スの割合が高くなるに従い水溶性、乳化性、安定性が向上する性質を持ってい る。ガラクトースとマンノースの割合は、グァーガムが 1 :2、ローカストビーンガ ムは、 1 :4であるのに対してフエヌグリークガムは、 1 :1である。他のガムが、溶 解するときに加温したり、攪拌を長くする必要があるのに対して、フエヌグリーク ガムは、常温で素早く水に溶解し安定なゲルと作る優れた特性を持っている。そ の為各方面から原料素材として多くの注目を集めている。フエヌグリーク種子は、 香辛料として食用にされてきただけでなぐ薬用植物として滋養強壮、食欲増進、 解熱、催乳促進、血糖降下などの目的で古くから使用されてきた。これらの作用 は、胚乳に含まれるガラクトマンナンと種皮に含まれる各種成分により弓 Iき起こ される。中近東やインドで良く利用されている効果は、フエヌグリークの催乳促進 作用である。フエヌグリークには、ステロイド系のサポニン (図 3参照)が多く含ま れており、その中に代表的なフロォスタノール型サポニンのジォスゲニンがある c ジォスゲニンは、工業的には、女性ホルモンのプロゲステロン合成の前駆物質 で、フエヌグリーク種子を服用すると、体内でプロゲステロンに変換され、その結 果催乳が促進すると考えられている。その為、中近東やインドでは、出産後の女 性にフエヌグリーク種子を食べることが勧められている。サポニンは、このような 薬効以外に、発泡剤、乳化剤としての工業的利用価値を持っている。フエヌグリ 一ク種子は、それ以外に、コレステロール'中 141旨肪低下作用や血糖降下作用を 持っている。これらの研究報告は、多数発表されている。手元にある文献だけで も下記の物がある。
コレステロール低下作用: R.D. Sharma, Hypercholesterolemic activity of fenugreek (T. foenum graecum) An experimental study in rats, Nutrition Report International, July 1984 Vol.30 No.1.
A.J. Evans, R丄. Hood, D.G. Oakenfull, G.S. Sidhu, Relationship between structure and function of dietary fibre: a comparative study of effect of three galactmannans on cholesterol metabolism in the rat.
R.D. Sharma, An evaluation of hypercholesterolemic factor of fenugreek P.R. P.U. Rao; B. Sesikeran, P.S. Rao, A.N. Naidu, V.V. Rao, E.P. Ramachandran, Short term nutritional and safety evaluation of fenugreek, Nutrition Research Vol. 16 No.9, pp 1495-1505, 1996
A. Neeraja, P. Rajyalakshmi, Hypoglycemic effect of precessed fenugreek seed in human,丄 Food Sci. Technol, 1996, Vol. 33, No.5, 427-430
血糖降下作用:
R.D. Sharma, T.C. Raghuram, Hypoglycemic effect of fenugreek seed in non-insulin dependent diabetic subjects, Nutrition Research Vol. 10, PP.731-739, 1990.
G. Ribes, Y. Sauvaire, C. Da Costa, J.C. Baccou, Antidiabetic effects of subfractions from fenugreek seeds in diabetic dogs, Proceedings of the society for experimental biology and medicine, 182, 159-166, 1986.
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Y. Sauvaire, P. Petit, C. Borca, M. Manteghetti, Y. Baissac et. al" 4-Hydroxyisoleucine, A Novel Amino Acid Potentiator of Insulin Secretion, Diabetes, Vol. 47, February 1998.
フエヌグリークのガラクトマンナンにも糖分の吸収抑制作用があると考えられる ので、フエヌグリークには、複数の作用で血糖の上昇を抑えていると考えられる。 更にフエヌグリーク種皮には、力レーの香料となる樹脂部分や多量のタン/ クが 含まれて、これらを抽出することで多くの分野で工業用原料として利用すること が出来る。
フエヌグリーク種子は、胚乳と種皮では、まったく組成が違っていて、胚乳は、ほ とんどがガラクトマンナンと言う多糖類から出来ているのに対して、種皮は、精 油、ォレオレジン、サポニン、タンパク、セルロース、へミセルロース、リグニン などから出来ている。ガラクトマンナンは、マンノースの直鎖の高分子にガラク トースが側鎖でくっついている高分子多糖類で、水に溶かすと粘度を増加させ る性格があるので、昔から増粘剤、安定化剤、乳化剤として食品、化粧品やそ の他の工業原料として広く使われている。しかし、フエヌグリークガラクトマンナ ンの利用は、他のガラクトマンナンに比べて少なし、。それは、種子が小さいため に中の胚乳を取り出すことが難しいためと独特の芳香と苦みがあるため食べ物 に混ぜたときに食べ物の味と風味を変えてしまうからである。通常種子から、ガ ラクトマンナンを取り出す方法は、種子を粉末にしてから化学的な処理で取られ ている。これは、ガラクトマンナンが水に溶けるがアルコールには溶けない性 質を利用した方法で、まず粉末にした種子を水に入れガラクトマンナンを溶出さ せる。次に、残渣をろ過、又は遠心分離で除去し、残ったガラクトマンナン水溶 液にアルコール (主としてエタノール)を約 50%濃度になるまで添加するとガラ ク卜マンナンは沈殿を起こす。その溶液をろ過することでガラクトマンナンの沈 殿物を得ることが出来る。生成したガラクトマンナンは、褐色に着色して臭いも するので、再度アルコールを使って、脱色と脱臭を行い白色のガラクトマンナン を得る。
この方法の欠点は、大量のアルコールが必要になる点である。ガラクトマンナ ンは、強い增粘作用を持っているので、 30/0溶液でゲソレ状になり溶液の流動性 は無くなる。その為、残渣をろ過や遠心分離で取れなくなる。ろ過や遠心分離を 行うには、流動性のある 1-2Q/の濃度が限度になる。例えば、 1 Lの水にフエヌ グリーク種子からガラクトマンナンを溶出させ 2%のガラクトマンナン水溶液を 得たとすると、ガラクトマンナンを沈 せるためには、同じ亿のアルコールが 必要になる。そして得られるガラクトマンナンは、 20gである。更に洗浄でアルコ —ルを使用するので、実に得られるガラクトマンナンの 50倍以上のアルコール が必要になる。この方法で製造すると製造コストに占めるアルコール、特にエタ ノールのコストが高くなリ、商業ベースに乗せられるガラクトマンナンの製造は 不可能である。(商業ベースとは、グァーガムや口一カストビーンガムと対抗し 得る価格のことである)
フエヌグリーク種子には、ガラクトマンナン以外にフエヌグリークオイル (精油)、 フエヌグリ一クオレオレジン (樹脂)、サポニン、タンパクなどが含まれており、こ れらの物質の分離精製は、すでに既存の技術として各地で行われている。特に フエヌグリークオイルやフエヌグリ一クオレオレジンは、香料として広く使用され ている。これらの抽出は、すべて種子を粉砕して行われている。又、最近話題に なっているフエヌグリーク種子が持つ血糖降下作用に関与していると考えられる インシュリン分泌腿物質である 4-ノ、イドロキシイソロイシンの抽出も種子から 行われている。(US patent 5,470,879)
4—/、イドロキシイソロイシン製法特許によると、我々が従来行っていたサボ二 ン等の抽出法と酷似している。我々が、行っているサポニン等の抽出方法のフ ローチャートは、図 5に示す。これは、フエヌグリーク種子からへキサンを溶媒と して、フエヌグリ一クオィルを抽出し、残渣を 70%エタノールで抽出し、濃縮後、 95%エタノールに入れてサポニンを沈]^せ、ろ過することで、サポニンを取り、 残留液を濃縮することで、フエヌグリ一クオレオレジンを得る。更に、残渣をアル カリ性の水溶液で抽出し、中和することでタンパクを沈殿させ、タンパクを取る 一連の方法である。このすベての抽出が同時に行われている場合は、あまりな いが、個々の抽出は、需要に基づいてフエヌグリーク種子から行われている。こ のような抽出法を記載した文献には、次のような物がある。
A. Benichou, A. Aserin, N. Garti, Steroid-Saponins from fenugreek seeds: Extraction, Purification and Surface properties, J. Dispersion Science and Technology, 20 (1 & 2), 581-605, 1999.
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4-ハイドロキシイソロイシンの抽出方法は、 70%アルコール抽出溶液を陽ィォ ン交換樹脂とシリカゲル吸着カラムを通すことで 4-/、イドロキシイソロイシンを 単離している。この抽出方法自体は、従来から一般的に使用されている方法で 目新しさはなし、。 4-ハイドロキシイソロイシンを単離した後、上記の方法を実行 すれば、同樹こ、サボニン等を抽出することが出来る。 フエヌグリーク種子からすべての有効成分を化学的抽出する場合、ガラクトマン ナンを抽出する方法とサポニンや 4-ハイドロキシイソロイシン等を抽出する方 法は、まったく異なる。ガラクトマンナンは、水による抽出であるが、サポニンや 4-ハイドロキシイソロイシンは、アルコール溶液による抽出である。先にガラクト マンナンを水で抽出するとサポニンや 4-/、イドロキシイソロイシンも抽出液に溶 出してしまう。 2%ガラクトマンナン水溶液にエタノールを加えて 50%エタノール 溶液にし、ガラクトマンナンを沈) ^せ、残った大量の抽出液を 70%エタノール 溶液や 95%エタノール溶液するためには、大規模な濃縮装置と大量のエタノー ルが再び必要になる。先にガラクトマンナンを水で抽出する方法では、工業的 に安価にサポニンや 4-ハイドロキシイソロイシン等を抽出する事は、無理であ る。結局フヱヌグリーク種子から先にガラクトマンナンを抽出する場合は、サポ ニンや 4-ハイドロキシイソロイシンは抽出できないことになる。 逆に、先にサポニンや 4-ハイドロキシイソロイシン等を抽出してからガラクトマ ンナンを抽出する方法の方が良いように思われるが、その場合、ガラクトマンナ ンの抽出は、図 5に記されてし、るタンパクの抽出の前に行うことになる。しかし, 水抽出を行うこと自体が大量のアルコールを必要とするので、安価にフエヌグリ ーク種子に含まれる有効成分を単離するという問題を解決していることにはな らない。
結局、フエヌグリーク種子の処理過程で水を使うことは禁忌であると言う結論に 達する。 発明の開示
我々は、水を使わないでガラク卜マンナンを得る方法として、物理的処理による 抽出方法を考えることにした。当初考えた方法は、種子の表面を削っていき、種 皮が削れたら、胚乳が出てくるのではないか考えた。種皮を肖 «ると同時に種皮 が排出されなければ、胚乳だけが残らないので、種皮を肖 ϋる方法として、円筒 形の金網の底部にプロペラが設置されている図 6のような装置 (剥離装置)を作 つた。その中に種子を入れ、プロペラをモータ一で回転させることで、種子が円 筒形の金網の中で高速回転し、種子が、金網に ¾ することで表面の種皮が削 られてし、くと考えた。金網の口径は、 250ミクロンの 60メッシュとした。これは、 胚乳のサイズがこれ以上であると仮定した為である。削られた種皮 (子葉を含 む)は、 250ミクロン以下になればこの金網から排出される。実験の結果、約 2 時間回転さすことで種皮と胚乳が分離した。これは、種皮と子葉、胚乳の硬さが 違うためで、子葉が最も柔らかく、次に種皮、そして、胚乳が最も硬かった。種子 を入れた後、剥離装置の円筒状の金網の中で種子を回転させることで、金網と 種子が摩擦しあい、種皮が削れていき、種皮がある程度の薄さになったとき、 種子同士がぶつつかりあったリ、金網に衝突することで、種子が割れ、中の胚 乳と子葉が飛び出し、肖 ijられた種皮や子葉が小さな粒子として金網の外に排出 され、最後には、胚乳だけが金網の中に残ると言う原理で出来ている。胚乳は、 硬いのでこの剥離装置で簡単に削ることが出来ないため、胚乳だけが残ってし まう。
次に考えたことは、種子を剥離装置に入れるのではなぐ壊れた種子を入れた 方力《早く分離するのではないかと考えた。種子は、楕円形をしているので、抵抗 が少ないが、壊れた種子は、でこぼこなので抵抗力があるので早く分離すると 考えた。それで、種々の市販の粉砕機で種子の粉砕を試みた。ある粉碎機は、 粉砕能力が高ぐ種皮も胚乳も細かく壊れてしまい、金網から出てしまうので剥 離装置で選別することが出来なかった。別の粉砕機では、表面だけが削られ、 ツルツルの状態になり、粉砕に非常に時間がかかった。幾度か実験を重ねた後、 ある粉砕機 (臼式の粉砕機)で、程良く粉砕でき、種皮と胚乳が分離された。粉 砕された種子は、種皮と胚乳が混在している状態であった。この種子片を剥離 装置に入れ、種皮と胚乳の分離を行った。その結果、約 1時間の回転で種皮と 胚乳を分離することが出来た。
大部分の種皮を胚乳から分離できても、種皮の一部が胚乳に付着している胚乳 があり、それを取り除かないとガラクトマンナンの含有率の高 Ι 胚乳粉末を得る ことが出来なかった。それで、更に剥離装置を回転させることで付着している種 皮の一部を取ろうとした。更に 100分ほど回転させるとある程度まで種皮を取る ことが出来るが、処理時間が長くかかる欠点があった。それは、胚乳がレンズ 状の形をしていて、凸の部分に種皮が付着している場合は、早く取れるが、凹 の部分に種皮が付着しているとなかなか取れないためである。
それで、色彩選別機にかけて、胚乳を選別できないかと考えた。フ Xヌグリーク 種皮は、褐色をしており、胚乳は、淡褐色をしている。その為、種皮が付着して いる胚乳は、色彩選別機で濃く写り、種皮力《付着していない胚乳は、白く写り、 色彩選別機で選別できる。色彩選別された種皮が付着していない胚乳は、剥離 装置に入れ、 30分ほど回転させ表面を薄く肖つてやるとガラクトマンナンの純度 が 80%以上の上質の胚乳粉末を得ることが出来た。
色彩選別機にかける前の胚乳は、 0.5mmから 2mmぐらいの様々な大きさで混 在している。色彩選別機は、それらの胚乳の 1個 1個をカメラで認識し、色の濃 い胚乳を認識するとその胚乳だけをエア一ガンで打ち落とす仕組みになってい る。色彩選別機を使うと種皮が付着している胚乳と付着していない胚乳が分け られ、その後に行われる再度の剥離処理の効率が上昇する。問題は、色彩選 別機の処理能力が低い点であった。処理能力 (移動スピード)を上げると ¾IJ能 力が低下し、処理能力を下げると選別能力が向上する。最適な選別能力で処理 すると 1時間に数 kgの処理能力しか無なぐ 1ヶ月の生産能力は、おおよそ約 700kgぐらいであった。種皮の一部が付着している胚乳を剥離装置で肖 ていく 場合に、処理時間が長く必要だった。以上の様なことから、この方式で生産力を 上げるためには、機械装置の改良、変更、増設などの何らかの対策をこうじな ければならなかった。
別の解決手段は、胚乳を粉末化する工程で見つかった。我々のフエヌグリーク 胚乳粉末の規格は、粒子サイズが 100メッシュ (150 i m)以下と当初規定して いた。フ: Eヌグリーク胚乳は、非常に硬くそして弾力を持っているため、臼式粉 砕機や衝撃式粉砕機では、粉体にすることが出来なかった。それで、現在考え られている内で最も強力な気流式粉碎機により粉砕することにした。我々の使 用したのは、増幸産業株式会社製のセレンミラー (商標)と言う気流式粉砕機で ある。(増幸産業株式会社:埼玉県川口市本町 1-12-24)気流式粉砕機とは、円 筒形の筒の中にローターブレー卜と言う高速回転する星形の金属板が複数枚内 蔵されており、円筒内にジェット気流を吹き込むことと金属板の回転で、円筒内 に超高速の空気の旋回渦流を発生させ、衝撃'剪断'圧縮'摩砕'高周波振動な どの作用を引き起こし原料を微粉化する粉砕機である。このような作用をする 粉砕機は、複数の会社から発売されている。(図 7参照)しかし、この粉砕機を 用いてもフエヌグリーク胚乳は、 1回で 30%しか、 100メッシュ以下の粉体になら なく、すべて 100メッシュ以下の粉体にするには、 3回通す必要があった。
1回粉砕し 100メッシュの篩に通し更に粉砕し、又 100メッシュの篩に通す作業 を繰り返している時、 100メッシュの篩を通過した粉体と残った粉体では、色が 違っていることに気づいた。これは、胚乳に付着している種皮部分が先に細かく 粉砕され、胚乳部分が十分には粉砕されな力、つた結果である。これは、種皮部 分と胚乳部分の硬さの違いによると考えた。
フエヌグリーク胚乳は、レンズ状の形をしており、凹凸がある。剥離装置で表面 を剥離させるとき凸側は剥離しやすいが、凹側は、剥離しにくい。その為、剥離 装置では、完全に種皮部分を除去できない。この問題を解決する方法として、胚 乳を粉砕し粒子にしたとき、胚乳の粒子と種皮の粒子が作られ、種皮は柔らか いので、より小さな粒子になり、胚乳は種皮に比べて大きな粒子になる。その結 果、種皮と胚乳が篩によって分けることが出来ることが判った。
次に色彩選別機で選別していない胚乳、即ち種皮部分が付着している胚乳が 混在している胚乳を気流式粉砕機に弱い回転数で通してみた。出来た粉体を
100メッシュの篩に通すと 20%が篩を通過し 80%が篩を通過しなかった。篩を 通過した粉体のガラクトマンナン含有量は、 40-60%であった。色は、褐色で臭 いがあり、味は、苦かった。 100メッシュを通過しなかった粉体を弱い回転数で 再度気流式粉 に通すと 10%が 100メッシュの篩を通り、 90%が篩を通らな かった。篩を通った粉体のガラクトマンナン含有量は、 60-80%であった。そして、 篩を通らなかった粉体のガラクトマンナン含有量は、 80%以上であった。この結 果、フエヌグリーク胚乳を粉砕し、その粒子サイズの違いにより分別することで ガラクトマンナンを高純度で含有するフエヌグリーク胚乳粉末を作れることが確 認された。この方法は、表面を剥離していく方法に比べて、明らかに効率が優 れていた。最後に最大の回転数で粉砕すると 90%が 70メッシュを通過する粉 体が出来、これを最終製品とすることにした。
気流式粉碎機は、粉砕能力は高いが処理能力が小さい欠点がある。最初と 2回 目の粉砕は、回転数を落として弱い粉 Ϊ ^を行っているので、気流式粉砕機より 粉砕能力は低いが、処理量が大きし、衝撃式粉砕機でも可能ではないかと考え、 試してみることにした。衝撃式粉砕機は、原料に衝撃を与える事で原料を粉砕 するもので、気流式粉砕機のようにジェット気流を吹き込まなし、。我々の使用し た粉砕機は、円盤状の金属板の周囲に多数のノ、ンマーが取り付けられており、 その円盤が高速回転することでハンマーが原料にあたって粉砕する仕組みに なっている。衝撃式粉砕機は、色んな構造の物が市販されている。(図 8参照) 実験の結果は、 1回目の粉砕では、 100メッシュの篩を通過したのが、 10%で、 通過しなかった物は、 90%であった。 2回目の粉砕では、 25%が 100メッシュの 篩を腿し、 75%が通過しなかった。 100メッシュを し割合は、気流式粉砕 機で弱く粉砕した場合と同じ約 30%であった。通過しなかった粉体のガラクトマ ンナン含有率は 80%以上であった。この結果、衝撃式粉砕機でも種皮部分の除 去に利用できることが判った。衝撃式粉砕機は、気流式粉砕機の 5倍の処疆 を持っているため、衝撃式粉砕機と気流式粉砕機を組み合わせることで飛躍的 に処理量を向上させることができることが判った。又衝撃式粉砕機は、気流式 粉砕機に比べて価格が安い利点がある。
残る問題は、種子から種皮と胚乳の分離である。この場合も種皮と胚乳の硬さ の違いから分離できないかと考えた。しかし、粉砕機と言う物は、どの粉砕機も 粉体を作る目的で作られている。いかに細かい粉体を作れるかでその性能が 決まってくる。しかし、フエヌグリーク種子を粉砕するのは、種皮だけ力《壊れて、 胚乳は、壊れないで出てきて、更にそれを分別出来ることが条件である。あまり 高性能な粉砕機ではなくもっと単純な粉砕機の方が適しているのではないかと 考えて、種々の粉砕機を検討する内に挽き割り用の臼型の粉砕機が見つかり、 それで実験してみることにした。実験した機械は、株式会社西村製作所 (大阪府 八尾市松山町 2各9)のスレートミル (商標)と言う機械で、原理は石臼とおなじ である。 2つの金属製の溝の付いた臼が一定の隙間をあけて向き合い、内側の 臼が回転することで原料が粉砕されていき、粉碎された原料は、溝を通って外 部に排出される仕組みになっている。(図 9参照)
通常の石臼との違いは、石臼は、上下の臼が密着して回転して粉を作るのに対 して、挽き割り用の臼は、上下の臼が一定の間隔をあけて設置されており、密 着してない点である。一定の間隔をあけることで、その間隔以下の大きさの粒 子が出来ない原理になっている。この粉砕機で粉砕すると粗挽きのコーヒー豆 のような粒状の粉を作ることができる。この粉砕機に 18-30 メッシュ
(0.5-0.85mm)の編み目の篩を連結して作業を行った。篩のメッシュサイズに |昌 を持たせたのは、メッシュサイズが小さくなるほど、排出される種皮の粒子が細 かくなリ、その為粉砕機を通す回数が増え、処理スピードも遅くなる。逆にメッシ ュサイズを粗くすると、粉碎機を通す回数が少なくなリ、処 ίΐ ピードが早くなる が、小さな胚乳が、篩を通過してしまい、歩留まりが悪くなる。篩のメッシュサイ ズの調整は、原料の種子の特徴と生産時の歩留まりに関係するので、随時調 整する必要がある。我々の調べた所、最も小さな胚乳で 0.5mmであったので、 メッシュサイズを 18-30メッシュの間とした。
実験では、 0.7mmのメッシュサイズの篩で行ったが、挽き割り用粉碎機の処理 量は、高く、我々の使用した機械は、 1時間に 120kgの種子を処理した。臼の間 隔を最小の 0.48mmにして処理したところ 1回目の粉砕で 40%の種皮と子葉が 篩を通過し、胚乳は、全く壊れずに、レンズ状の形状のまま篩を通過せずに排 出された。胚乳は、硬いが弾力があり、形状は、レンズ状であるので、幅はある が、厚さがないので、横になつて臼の間隙をすリ抜けてしまうと考えられる。種 皮は、柔らかくてもろいため粉砕されるが、胚乳は、弾力があるので粉砕されず にその形状のまま通過してしまうと考えられる。 2回目の粉砕で、 40%が又篩を 通過し、篩を通過しなかった残りの 60%は、すべて胚乳で、ほぼ完全に種皮と 胚乳が分離されたことになる。この結果、以前に行っていた剥離装置による精 製フエヌグリーク胚乳粉末の製造に比べて格段に処理能力の高い粉砕による 製造方法が確立された。
種子から作られる胚乳粉末は、種子の 20-25%で、その内ガラクトマンナンの含 有率が 80%以上の高純度の胚乳粉末は、その 70%を占める。残りの 75-80% が種皮と子葉である。このように水抽出を行わずに物理的な方法だけで種皮と 胚乳を分離する方法は、大量のアルコール使う必要が無ぐ安価にガラクトマン ナンを製造することが出来る。更に、副産物として取れる種皮には、ガラクトマ ンナンは、含まれていない。即ち、ガラク卜マンナンの抽出をしないで、フエヌグ リーク種子が持つ、多の有効成分フエヌグリークオイル、フエヌグリークオレオレ ジン、フエヌグリークサポニン、 Φハイドロキシイソロイシン、及びフェヌグリーク タン/《クを抽出することが可能になった。種子からではなく種皮から各種有効成 分を抽出することにより、フエヌグリーク種子力《含有するすべての有効成分を、 効率よ〈安価に得られるようになった。種皮から有効成分を抽出する方法は、種 皮と胚乳を分離する本発明が無ければ不可能なことであり、本発明に伴う新し い発明である。
又、種皮を粉砕して粉体にすることで、食品等にカレー風味を付ける着香料とし て使用することが出来きる。更に、フヱヌグリークの持つ薬効は、種皮部分に多 く含まれている物質により引き起こされるため、それを服用することにより、 種々の健康増進効果が得られるので、種皮粉末を機能性食品 '健康食品等の 原料としても利用できる。機能性食品'健康食品等の原料としては、フエヌグリー ク胚乳粉末も利用可能である。胚乳に含まれるガラクトマンナンは、水に溶かす と膨張してゲル化する性質があり、人が消化することが出来ない食物 »維であ る。食物繊維自体は、膨張性の下剤としての効果があり、便秘を治すことが出 来るし、 fl彭張することで満腹感が得られる為、食前に月 することで食事の摂取 量を減らすことが出来るので、ダイエット食品の素材としても利用できる。この様 に、フエヌグリーク種子を胚乳と種皮に分離することで、フエヌグリーク種子の利 用価値を高め、多くの目的の工業原料として利用できる。
「フエヌグリーク胚乳粉末」規格及び試験方法
[性状]
胚乳粉末 A :淡褐色の粉末で、わずかに榖物臭を持つ。
胚乳粉末 B :淡褐色の粉末で、わずかにカレ一臭を持つ。
[確認試験】 A、 B共通
(1)本品 2gにイソプロピルアルコール 4mLを加えて湿らせた後、激しくかき混 ぜながら水 200mLを加え、さらに均一に分散するまでかき混ぜるとき、粘性 の液となる。この液を水浴中で約 10分間かき混ぜた後、室温まで冷却する とき、その粘性は加熱前とほとんど変わらない。
(2) (1)で得た粘性の液 10mLにホウ トリウム (1→20)2mLを加え、混和 して放置するときゼリー状となる。
Aだけ
(3)本品 0.5gを適量の水に溶かしたとき、 5分以内に溶解する。溶解したゼリー 状の物質には、におい及び苦みはない。
(1) 酸不溶物 A:3%以下 B:5%以下
本品約 2.0gを精密に量り、水 150mL及び硫酸 15mLを入れたビーカーに 入れ、時計皿で覆い、水浴上で 6時間加熱する。時々ガラス棒でビーカ一の 壁に付着した試料を洗い落としながら、蒸発による水の損失を補う。冷後、予 め 105°Cで 3時間乾燥したろ過用ケイソゥ土約 500mgを正確に量って、こ の溶液に加え、よく混合した後重量既知のガラスフィルターを用いてろ過す る。フィルタ一上の残留物を熱水で 3回洗い、これを 105°Cで 3時間乾燥し た後秤量する。このとき得られた重量からガラスフィルター及びろ過用ケイソ ゥ土の重量を差し引く。
(2) 水不溶性物質 A:3%以下 B:5%以下
本品約 1gを精密に量り、水 199mLを加え、 10分間激しく撹拌する。続いて 3分間弱く撹拌する。この溶液を三角フラスコに入れ栓をしてから 30°Cの水 浴上で 3時間加温する。 50gの溶液をとリ、 3000回転で 30分間遠心分離す る。上澄みを取り去り、 50mLの精製水を加えて撹拌したのち、再度同条件で 遠心分離する。この操作を 2回繰り返す。上澄みを 全に取り除き、 105°Cで 2時間乾燥し、残留物の重量を測定する。
(3) 重金属 A、B共通 20ppm以下
本品 1 gをとリ、日局 13、一般試 去 23、重金属試駒去第 2法により操作し 試験を行う。比較液には鉑、標準液 2.0mLを加える。
(4) ヒ 素 A、B共通 2 ppm以下
本品 1gをとリ、日局 13、一般試!^去 41、ヒ素 1¾法第 3法により試料溶液 を調製し、装置 Bを用いる方法により試験を行う [乾燥減量] A、B共通 10.0%以下 (1g、105。C、5時間)
[粘 度] (1 w/v %溶液 極限粘度)
A :3000 mPa's以上
B : 1000 mPa's以上
本品の 1%溶液に対し、日局 13、一般試験法 36、粘度試験法よリ試験を行う [粒 闳 100メッシュ以下 (B) 7Όメッシュ以下 (A)
【栄養物試験】
(1) タンパク質 5.0%以下
本品の乾燥物約 0.15gを精密に量り、日局 13、一般試験法 31、窒素定量法に より窒素の量を測定し、これに 6.25を乗じてタンパク質の量を求める。 窒素量測定値 (mg)X6.25
タン/ ク質の量(%)= X 100
試料採取量 (g)xiooo
6.25: 窒素タンパク質換算係数
(社)日本食品科学工業会編「新食品分析法」より
(2) デンプン 検出しない
本品 0.1gに水 10mLを加えて加熱し、冷却した後、ヨウ素試液 2滴を加えると き、青色を示さない。
(3) 脂肪 1.0%以下
本品約 10gを精密に量り、円筒ろ紙に入れる。試料の上に脱 S議を軽く詰め、 ソックスレー抽出管に入れる。受け器のフラスコは前もって 100〜105°Cの電気 定温乾燥機で 30分から 1時間乾燥し、デシケ一ターに移し 1時間放冷した後 0. mgまで量って恒量を求めておく。これにジェチルエーテル約 2/3量を入れ、 冷却管を連結して電気恒温水槽上で 5時間抽出を行う。抽出終了後、抽出管を 取り外して円筒ろ紙をピンセットで抜き出し、再び冷却管に連結して湯浴上で加 温し、フラスコ中のエーテルがほとんど抽出管に移ったならばフラスコを取り出 し、湯浴上でなお加温し、エーテルの残りを蒸発させる。フラスコの外側をガー ゼ等で拭き、 100〜105°Cの電気定温乾燥機に入れ、乾燥し、デシケータ一に 移して放冷後秤量する。 W— Wo
試料の脂質 (%): X 100
s
S : 試料採取量 (g)
W: 測定値 (g)
W0: 受け器の恒量 (g)
(4) 食物繊維 A:80%以上 B:70%以上
本品を乾燥し、その約 1gを精密に量りとり、 0Ό8Μリン酸緩衝液 50mL及び耐 熱性 -アミラーゼ溶液 0.1mLを加えて、沸騰水浴中で 30分間反応させる。室 温まで冷却後、 0.275M水酸化ナド Jゥム約 10mLを加えながら pHメーターを 用いて pH7.5±0.1 に調整する。これにプロテアーゼ溶液 0.1 mLを加えて、 60°Cの水浴中で 30分間反応させる。室温まで冷却後、 0.325M塩酸約 10mL を加えながら pHメ一ターを用いて pH4.5±0.2に調整する。これにアミ口ダルコ シダーゼ溶液 0.3mLを加えて 60°Cの水浴中で 30分間反応させる。この溶液に あらかじめ 60°Cに加温したエタノール 200mLを加え、室温で 1時間 して食 物繊維を沈殿させる。これをガラスろ過器 (G2)を用いて吸弓 Iろ過し、ガラスろ過 器上に捕集された残渣を、 78v/v%エタノール (20ml_x 3回)、 95v/v%エタノール (10mL 2回)、アセトン (10mLx2回)で順次洗浄する。残渣はガラスろ過器ご と 105±3°Cで 1夜乾燥し、デシケ一タ一中で約 1時間放冷した後、その重量を 測定する。試料を含まない系で上記操作を行い、試薬ブランク値を求める。 R— B 食物繊維 (%) = x 100
w
R:残遣の重量
B纖ブランク
W:試料採取料
(5)カロリー
0.5kcal/g以下
上で求めたタン/ ク質、脂質の測定値 (%)を元に以下の式により算出する タンパク質測定値 X 3.47+ 脂質測定値 X 8.37 カロリー ikcal/g) =
100
*エネルギー換算定数: Alwaterの換算係数より
[灰 分】 A、B共通 1.5%以下
本品 1gをとり、日局 13、一般雲 it験法 16、強議分謙法により操作し誦雄を行 ラ。
[定 量]ガラクトマンナン A:80%以上 B:60%以上 (1)試薬及び試液
■ β -マンナナーゼ (日本/くィォコン (株))
, -ガラクトシダ一ゼ (日本バイオコン (株))
- β -ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド (NAD) (Sigma) .ガラクトースデヒドロゲナーゼ(日本バイオコン (株))
■50mM-酢酸緩衝液 (pH 4.5)
酢酸ナトリウム試液 8mLに希酢酸 12mL及び水を加えて 100mLとする。 ■トリス緩衝液 (pH8.6、 200mM)
2-ァミノ- 2-ヒドロキシェチル -1 ,3-プロノ《ンジオール 2.42gを水 100mLに溶かし、
0.1 .-塩酸を加えて pH 8.6とする。
(2)試験法
1. 本品約 10mgを正確に量り、遠沈管に入れ、エタノール 5mLを加えて 85〜 90。Cで 5分間インキュベートした後、遠心分離する (10分間、 3500 rpm/min)。 上澄みを注意深く取り除く。これを 2回繰り返す。
2. 50mM-酢 Mffi液 (pH4.5)10.0mLを加えて撹拌の後、沸騰水槽に入れ 5分 間加熱した後 40°C恒温水槽に移し、一晩 (約 12時間)放置する。
3. β -マンナナーゼ 20〃 Lを加え、 40°Cで 180分間培養する。その間時々撹伴
4る c
4. 遠心分離し (3500rpm/min、 10分間)、上澄みの O.lmLをとる。 50mM-酢酸 緩衝液 (pH4.5)0.2mLを加え、 -ガラクトシダーゼ 20〃 Lを加える。このセ ルを 40°Cで 60分間培養する。
5. それぞれのセルに 200mM-トリス緩衝液 (pH 8.6)2.5mL 加え、さらに NAD(0.1g/10mL)0.1mL、ガラクトースデヒドロゲナーゼ 8〃 Lを加えて 40°C で 60分間インキュベートする。 6. この溶液の 340nmにおける吸光度を測定する。 <計算式 >
1
ガラクト一ス含量 (%) = (E-Eo) X X 1384.6
W
E:340nmにおける吸光度 (試料溶液) E0:340nmにおける吸光度 (ブランク) W:試料採取料 (mg)
1384.6:ガラクトマンナン量への換算係数 [微生物限度試験] A、B通
1. 一般生菌数 3 X 10 以下
2.特定菌 大腸菌:検出しない 日局 13、一般試験法 41、微生物限度試験法により操作し試験を行う。
[残留農薬]
1. エンドリン及びディルドリン (アンドリンを含む):検出されない
2. BHC:0.2ppm以下
3. DDT:0.2ppm以下 (1) 装置
電子捕獲型検出器 (ECD)付きガスクロマトグラフィーを用いる。
(2)標準品
■ — BHC標準品: 一 BHC99%以上を含む。融点は、 157〜159°C ■ β—BHC標準品: β一 BHC98%以上を含む。融点は、 308〜310°C ' γ—BHC標準品: r一 BHC99%以上を含む。融点は、 1 12〜114°C ■ δ—BHC標準品: <5— BHC95%以上を含む。融点は、 137〜140°C 'pp'-DDD標準品: pp'-DDD98%以上を含む。融点は、 108〜110。C ■pp'-DDE標準品: pp'-DDE99o/0以上を含む。融点は、 88〜90°C 'op'-DDT標準品: op'-DDT98%以上を含む。融点は、 73〜75°C ■pp'-DDT標準品: pp'-DDT99%以上を含む。融点は、 102〜104°C ■アルドリン標準品:アルドリン 97%以上を含む。融点は、 103〜104°C ,エンドリン標準品:エンドリン 98%以上を含む。融点を測定するとき、 200°C で分解する。
'ディルドリン標準品:ディルドリン 98%以上を含む。融点は、 177〜179°C
(3) 試料溶液の調製
粉末 10gをとリ、フラスコに入れ、ベンゼン 150mLを加え、攪拌しながら一 昼夜抽出する (約 12時間以上)。これをろ過し、ろ液を取る。これに適量の無 水硫酸ナトリウムを加え、ときどき振り混ぜながら 1時間放置したのち、エバ ポレーター用フラスコ中にろ過する。次いで、減圧下で正確に 20mLに濃縮 する。
次いで、内径 20mm、長さ 300mmのカラムにカラムクロマトグラフィー用合成 ゲイ酸マグネシウム 20g、次いでその上に無水硫酸ナトリウム約 8gをへキサ ンに懸濁したもの入れ、カラムの上端に少量のへキサンが残る程度までへキ サンを流出させる。このカラムに上記の濃縮液を正確に 5mL注入した後、へ キサン'エーテル (17:3)を注入し、最初の流出液約 300mLを採り、減圧下で 正確に 5mLに濃縮し、これを試料溶液とする。
(4) 試験操作
1) 定性
'カラム担体:ケイソゥ土 (標準網ふるい 177-250 m)を 6N塩酸で 2時間還 流して洗い、次いで蒸留水で流出液が中性となるまで洗ったのち乾燥し、メ チルシラザン処理 (ピリジン'へキサメチルジシラザン (特級)'トリメチルクロ ルシラン (特級) (5 :3: 1 )に浸し、 10分間水洗し乾燥する)を施す。
'カラム充填剤:カラム担体に対してガスクロマトグラフィー用シリコンを 50/0 含ませる。
'カラム:内径 3mr 、長さ 150— 200cm、ガラス製
'カラム温度: 180— 210°C
'注入口温度: 220— 250°C
,検出器温度: 250°C付近
'キャリアーガス:高純度窒素を用いる。アルドリンが約 6分で流出する流速 に調整する。
2)定量
適切な条件をもとに得られた試験結果をもととし、ピーク高法又はピーク 面積法により定量を行う。特に多量に検出された場合は、内部標準法によ リ測定する。内部標準法を行うときは、定性試験においてピークの認められ なかった位置に保持時間を持つ標準品を内部標準品とする。 )確認試験 (薄層クロマトグラフィー)
本試験は、上記 2)定量の結果が、食品衛生法に基づく残留農薬基準を越 えた試験溶液についてのみ行う。
本試験に用いる薄層板は、ガラス板上に 10%のセッコゥを含む薄層クロ マトグラフィー用シリカゲルを 500 mの厚さに延ばし、 130°Cで約 1時間加 熱し、活性化したものとする。これを乾燥用シリカゲルを入れた容器中に保 存し、 1週間以内に使用する。
試料溶液の適量 (10〜20 U gの有機塩素剤を含む量)を減圧濃縮して数 mLとし、小型遠心沈殿管に移し、乾燥空気又は窒素を送って約 O.lmLに 濃縮する。その 10〜20 Lをミクロピペット又は微量注射器でとり、薄層板 に付ける。さらに 100ppmの標準品及び n—へキサンそれぞれ 10〜20 L を上記の薄層板にならべて付ける。 n—へキサン:酢酸ェチル (9: 1 )を展 開溶媒として上昇法により約 1 0cm上昇したときに薄層板を取り出し、約 5 分間風乾する。これに 0.5%オルトトリジン 'ェタノール溶液を噴霧し、約 5分 間放置した後、殺菌灯 (15W)を用いて数 cmの距離から紫外線を約 日 1 照射すると褐色〜青色の斑点を生じる。試料溶液及び標準品の斑点につ いて、両者を比較する。 本規格及び試験方法は、別に定めるもののほか、曰局通則及び曰局一般試験 法を準用するものとする。
「フエヌグリーク種皮」規格及び試験法 [性 状】 褐色の粉末で特異臭を有し、味は苦い。
サポニン
本品 1 gを水 20mLに溶解し、ろ過する。そのろ液 1 Lをシリカゲル薄層版に スポットし、乾燥後、クロ口ホルム:メタノール:水 =65:42.5: 10の展開溶媒で展 開する。薄層板を風乾後、三塩化アンチモン: 6N-塩酸 =1: 1 (w/ )溶液を噴霧 し、 105。Cに保った電気炉中で 10分間インキュベートするとき、 Rf=0.4〜0.6に 紫色のスポットを得る。 [乾燥減量】
10.0%以下 (105°C、5時間)
[粒 度]
70メッシュ (212 m)以下 (1) タンパク質 20%以上
試験法は、胚乳粉末と同じ。
(2)でんぷん 検出しない
試験法は、胚乳粉末と同じ。
(3)脂肪 10%以下
I験法は、 胚孚 L粉末と同じ。
(4)食物繊維 60%以上
試験法は、胚乳粉末と同じ。 (5)カロリー
試験法は、胚乳粉末と同じ。
[残留農薬]
1. エンドリン及びディルドリン (アンドリンを含む):検出されなし,
2. BHC:0.2ppm以下 3. DDT:0.2ppm以下
試験法は、胚乳粉末と同じ。
[微生物限度試験】 1. 一般生菌数 2x 103/g以下 2.特定菌 大腸菌:検出しない
日局 13、一般試験法 41、微生物限度試験法により操作し試験を行う。 本規格及び H験方法は、別に定めるもののほか、曰局通則及び曰局一般 i« 法を準用するものとする。 図面の簡単な説明
図 1: フエヌグリ一クガラクトマンナンの構造式
図 2: フエヌグリークガラクトマンナンに含まれるガラクト一スとマンノースの構 造式
図 3:フエヌグリーク種皮に含まれるフロスタノール型のステロイド系サポニンの 造式
図 4:フエヌグリーク種皮に含まれる 4ハイドロキシイソロイシンの構造式 図 5:発明を実施するためのフローチャート
図 6:剥離装置
口径 250〃m(60メッシュ)の金網中にフエヌグリーク種子又は胚乳を入れ、モ 一ターで金網の中のプロペラを回転させる。種子又は胚乳同士が翻虫する力、、 回りの金網に接触する状態を作り出し、種子又は胚乳表面が摩擦と衝撃により 剥離されていく。胚乳部分は硬いのであまり剥離しないが、種皮部分は、柔らか いので先に剥離していく。種子の場合、種皮の剥離が進むと、衝撃により種皮 が割れ、中の胚乳が飛び出てくる。胚乳の場合は、回りに付着している種皮が 剥離され、胚乳だけが残る。 図 7 :気流式粉砕機
この図は、気流式粉砕機の内部を描いたもので、容器の中に複数枚の口一タリ 一ブレード (回転する刃)があり、これが、高速回転する。外部からは、ジェット気 流が吹き込まれ内部に旋回渦流が発生する。投入されたフエヌグリーク胚乳又 は種皮は、衝撃'剪断'圧縮'摩砕'高周波振動などの複数の力が加わり粉砕さ 図 8 :衝撃式粉砕機
この図は、衝撃式粉砕機の内部を描いた物で、中心部の された円盤の回り にハンマーが取り付けられている。円盤が、高速回転し、ハンマーは、内蔵して いる容器の壁面と僅かな間隔で同じく高速回転する。投入されたフ: Lヌグリーク 胚乳は、ハンマーに当たり粉砕される。
図 9:挽き割り用臼式粉砕機
この図は、臼式粉砕機に使われている臼だけを描いた物で、リング状の外臼と 円錐形の内臼が表示されている。実際の機械は、外臼に内臼が入り込んで、水 平に一定の隙間を空けて^!の中に設置されている。外臼は、固定されていて, 内臼だけが回転する。円錐形の上部から投入したフエヌグリーク種子は、隙間 を通るときに粉砕され、溝を通って円錐形の下部に排出される。 発明を実施するための最良の形態
種皮と胚乳の分離
発明を実施するための最良の形態は、図 5にフローチャートとして表した。種子 から種皮と胚乳を分離するのは、臼と臼の間に一定の間隔がある挽き割り用の 臼型粉砕機に通し、種子を粉砕し、粉砕された種子を 18から 30メッシュの篩を 通すことで分離する。完全に胚乳だけが残るまで、この作業を繰り返す。
胚乳の精製
衝撃式粉砕機で胚乳を粉砕する。衝撃式粉¾機で胚乳を 100メッシュ以下に粉 砕するのは難しいため、 100メッシュ以下に粉砕されるのは、胚乳に付着してい る種皮部分である。これを篩を使って除去していく。この操作を複数回繰り返す。 篩のメッシュサイズと粉砕機の回転数は、状況に応じて調節していく。篩を通過 しない胚乳を水に溶かしたとき、胚乳の色が乳白色で、水が着色しない物を最 終製品とする。篩を した物で、ガラクトマンナン含有率が 60-80%の物を、 B クラスの胚乳粉末として商品にする。衝撃式粉砕機が無い場合は、気流式粉砕 機で代用できる。
胚乳の粉砕
100メッシュを通過しなかった胚乳粉末を気流式粉砕機で粉砕する。 70メッシュ の篩を通過した物を加熱滅菌し、包装する。
種皮の利用
抽出原料として利用する場合。
フエヌグリークオイル
種皮を n-へキサンで抽出する。どのような抽出器を利用しても良い。溶媒をあま リ使う必要が無いソックスレー抽出器が経済的である。抽出液をろ過し、種皮を 取る。ろ過した抽出液から溶媒を留去するとフ: cヌグリークオイルが取れる。 4 /、イドロキシイソロイシン
種皮中に n-へキサンが残らないように十分に乾燥させる。種皮を再び抽出器に 入れ、 70%エタノール溶液で抽出する。エタノール濃度は、適時調節する。 70% エタノール溶液による抽出は、 2回以上繰り返す。抽出液をろ過し種皮を取る。 ろ過した抽出液を陽イオン交換樹脂カラムに通す。次にアンモニア溶液をカラ ムに通し、吸着した物質を溶出さす。アンモニァ溶液の濃度は、適時調節する。 溶出液を減圧で濃縮し、濃縮後凍結乾燥すると粗の 4 J、イドロキシイソロイシン が含まれる粉体が得られる。その粉体を包装する。
フエヌグリークサポニン
カラムからの流出液を減圧で濃縮する。濃縮物に 95%エタノール溶液を加える とサポニンが沈屏^"る。沈殿したサポニンをろ過して取る。 95%エタノール溶液 でサポニンを洗浄した後、真空乾燥させ、その粉体を包装する。
フエヌグリ一クオレオレジン
ろ液を減圧で濃縮するとフエヌグリ一クオレオレジンが残る。それを包装する。 フエヌグリークタンパク
残った種皮を乾燥させた後、アルカリ性の水で抽出する。抽出液をろ過して、残 渣の種皮を取る。抽出液を酸で中和するとタンパクの沈殿が起こり、タンパクの 沈殿物をろ過して取る。タンパクを真空で乾燥し、包装する。 種皮を着香料や健康食品の原料として使う場合。
種皮には、油分を大量に含むため、粉体にしてから加熱滅菌すると固まってし まって滅菌が出来ないため、粉体にする前に加熱滅菌をして、滅菌した後粉砕 する。粉砕後、直ちに包装を行う。 産業上の利用の可能性
フエヌグリークは、カレーの香辛料として使われていて、日本人は、そのカレ一 を食べているから、ほとんどの日本人は、フエヌグリークを食べていることにな るが、しかし、ほとんどの日本人は、フエヌグリークについて知らなし、。又、ァメ リカやカナダでは、家畜の飼料としてフエヌグリークが栽培されているが、その 種子は、全く食用にされていない。食用としてフエヌグリークが栽培されている のは、インドと中近東ぐらいではなし、だろうか。しかし、フエヌグリークを栽培しよ うとすると、世界のどの地域でも可能である。
—方、ガラクトマンナン系の天然増粘剤の日本での需要は、年間約 3000トンあ る。今まで、フエヌグリークガラクトマンナンが、増粘剤として使われていなかつ たから、これらは、すべてグァ一ガムとローカストビーンガムに対する需要であ る。グァーガムと口一カストビーンガムは、産地が限定されているので、全量輸 入に頼っている。世界的に考えた場合、日本での需要の 10倍以上のガラクトマ ンナンの需要があると考えられる。フエヌグリークガムの物性は、グァーガムや ローカストビーンガムより優れているので、グァーガムやローカストビーンガム の代替え品として使われる可能性は、高い。例えば、 3000トンの 1割、 300トン が使われたとすると 1200トンの種子が必要になる。(胚乳は、種子の約 25%で あるから)そのフエヌグリークを栽培するために、日本で新しい農業が起こる可 能性を持っている。この可能性は、日本だけでなく世界中の国が共通に持ちう る可能性である。
フエヌグリークガムには、増粘剤としての特徴だけでな 機能性食品としての 特性を持っている。その為、別の需要が発生する可能性がある。そうなると、将 来、大量の需要が発生したら、これは、 1つの産業になる可能性を秘めている。 フエヌグリークガムの需要が増大すると共に副産物として大量の種皮が発生す る。種皮には、多くの有効成分が含まれている。これを抽出することで、医薬品 原料、化粧品原料、香料、食品原料として利用できる。また、抽出後の種皮は、 セルロース、へミセルロース、リグニンなど力、らなつておリ、木材と同じである。 それも、バイオマスとして大量に発生する。これを燃料として利用し、発電など を行うとまさに循環型の環境を作ることができる。炭にすることで、水素ガス発 生の原料に使うことも出来る。
この発明により、フエヌグリーク種子を種皮と胚乳に分離することで、農業を盛 んにし、各種工業を発達させ、病気を治療し、エネルギーを得ることも夢ではな い。

Claims

請求の範囲
1. フエヌグリーク種子を胚乳と種皮 (子葉を含む)に物理的に分別し、胚 乳を精製し、高純度のガラクトマンナンを含む胚乳粉末を製造する方法
2. 物理的に分別されたフエヌグリーク種皮 (子葉を含む)及び胚乳を、抽 出を含む種々の工業原料として利用する方法
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