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WO2011122278A1 - シア脂の抽出法 - Google Patents

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WO2011122278A1
WO2011122278A1 PCT/JP2011/055493 JP2011055493W WO2011122278A1 WO 2011122278 A1 WO2011122278 A1 WO 2011122278A1 JP 2011055493 W JP2011055493 W JP 2011055493W WO 2011122278 A1 WO2011122278 A1 WO 2011122278A1
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WO
WIPO (PCT)
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shea
extraction
fat
oil
content
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2011/055493
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English (en)
French (fr)
Inventor
和久 小川
信雄 鷺
晴康 木田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Oil Co Ltd (fka Fuji Oil Holdings Inc)
Original Assignee
Fuji Oil Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Oil Co Ltd filed Critical Fuji Oil Co Ltd
Priority to JP2012508182A priority Critical patent/JPWO2011122278A1/ja
Publication of WO2011122278A1 publication Critical patent/WO2011122278A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11BPRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B1/00Production of fats or fatty oils from raw materials
    • C11B1/10Production of fats or fatty oils from raw materials by extracting

Definitions

  • the present invention relates to a method for extracting shea butter from shea nuts, and is capable of efficiently reducing the content of isoprene-based unsaponifiable matter in shea butter extracted using a specific polar organic solvent. Regarding the method.
  • shea butter is derived from shea nuts, which are the seeds of the fruit of the shea tree (scientific name: Butyrospermum parkii) that is a dicotyledon of the Acetaceae family that is distributed in the Sahel from Chapel Vuelde in Africa. Manufactured through manual or solvent extraction. The main countries of origin are Nigeria and Ghana, but manual extraction is the mainstream in these West African countries.
  • n-hexane which is mainly a non-polar solvent (also referred to as a low polarity solvent), is used from shea nuts (also referred to as a shea kernel) imported from West African countries. Solvent extraction.
  • shea fat is hardly oxidized because stearic acid and oleic acid occupy most of the constituent fatty acids and has a high skin moisturizing effect.
  • fats and oils contain trace components such as tocopherol, carotenoids and terpene alcohol, it is said to have an effect of softening the skin and to prevent wrinkles and sagging, and is widely used as a raw material for cosmetics.
  • shea fat contains a relatively large amount of SOS (S: stearic acid, O: oleic acid) components of symmetrical triglycerides, CBE for chocolate (Cocoa Butter Equivalent: a substitute for cocoa butter having physical properties similar to cocoa butter)
  • SOS stearic acid
  • O oleic acid
  • CBE for chocolate Cocoa Butter Equivalent: a substitute for cocoa butter having physical properties similar to cocoa butter
  • a high melting point unsaponifiable matter mainly composed of an isoprene-based polymer is 1 in the shea fat extracted from shea nuts by a conventional manual extraction method or a non-polar organic solvent extraction method using hexane or the like. Contains 10%. If shea fat containing a high content of such a high melting point unsaponifiable product is used as a fat for chocolate, the tempering workability is reduced due to an increase in viscosity in the chocolate manufacturing process, and the melting of the chocolate and the coolness in the mouth are reduced. There is a problem of end.
  • the unsaponifiable matter is a highly unsaturated hydrocarbon, it is easily oxidized, and the stability of the oil and fat is greatly reduced. For this reason, various studies have been made in the past regarding methods for producing shea butter that can reduce such unsaponifiable matter to an acceptable range and become high-quality CBE.
  • Patent Document 1 discloses that when shea butter is fractionated in a solvent, shea butter is dissolved in 2 to 10 times the amount of n-hexane and then kept at a low temperature for an appropriate time to precipitate 2 to 7% by weight of insoluble matter.
  • the present invention relates to a method for fractionating shea fat, in which the insoluble matter is removed by filtration, and then cooling is continued to collect a crystal portion that precipitates in a yield of 70% by weight or less.
  • Patent Document 2 relates to a method for separating fats and oils using a monohydric aliphatic alcohol having 1 to 4 carbon atoms and n-hexane as a solvent, releasing the gum substance at 20 to 30 ° C., and separating and removing the gum substance. And then further cooling to obtain a fractionated shea fat as a medium melting point triglyceride fraction. This method also had the same problem as Patent Document 1 for separating and removing the gum substance.
  • Patent Document 3 relates to a degumming method of shea butter, by mixing a polar organic solvent such as acetone with shea butter and keeping it at a predetermined temperature for a certain period of time to insolubilize unsaponifiable matter, and filter or centrifuge. It is a method of separating and removing by liquid separation operation. This method also has the same problem as Patent Document 1 for separating and removing unsaponifiable matter. In addition, since a part of the oil and fat is removed together with the high-melting point unsaponifiable matter fraction, there is a problem that the yield of the shea fat from which the high-melting point unsaponifiable matter is removed is lowered.
  • a polar organic solvent such as acetone
  • the object of the present invention is to extract a shea fat from a shea nut using a specific polar organic solvent, thereby obtaining a shea fat having a high melting point unsaponifiable matter content within a range acceptable as a fat for chocolate. It is in providing the extraction method of shea fat.
  • the present inventors When extracting the shea fat from the shea nuts, the present inventors extract the high melting point unsaponifiable matter content in the extracted oil within the allowable range as the fat for chocolate by extracting with a specific polar organic solvent.
  • the present invention has been completed on the basis of the knowledge that it can be reduced to a minimum.
  • the first of the present invention is a method for extracting shea butter characterized in that shea butter is extracted from shea nuts using a polar organic solvent.
  • the second is the extraction method according to the first aspect, wherein the polar organic solvent is an organic solvent belonging to ketones or lower alcohols.
  • the third is the extraction method according to the second item, wherein the polar organic solvent is acetone.
  • Fifth is the extraction method according to any one of the first to fourth, wherein shea fat is extracted from shea nuts by countercurrent extraction.
  • Sixth is the extraction method according to any one of the first to fifth, wherein the content of isoprene-based unsaponifiable matter in the extracted shea fat is 1% by weight or less.
  • shea nut-extracted shea fat according to the present invention has an advantage that the high-melting point unsaponifiable matter content is sufficiently reduced, and thus there is no need for a conventional high-melting point unsaponifiable removal step by the shea butter after-treatment. .
  • the shea nuts used in the present invention are sun-dried shea fruits produced in West African countries such as Nigeria and Ghana, removed from the pulp, and nut-shelled seeds (also called shea kernels). Those having ⁇ 60% by weight and water content of 10% by weight or less, preferably 7% by weight or less can be suitably used.
  • shea nuts Prior to solvent extraction, shea nuts are preferably coarsely pulverized or finely pulverized using various known pulverizers in order to facilitate the extraction of oils and fats.
  • the state of pulverization is not particularly limited, but in order to improve the efficiency of solvent extraction, the particle size is preferably 5 mm or less, preferably 2 mm or less, and most preferably 1 mm or less.
  • an organic solvent in which the isoprene-based high-melting point unsaponifiable matter contained in the shea fat is hardly soluble and the triglyceride that is the main component of the oil and fat is easily soluble can be suitably used.
  • ketones such as acetone and methyl ethyl ketone which are medium polar solvents
  • aliphatic monohydric alcohols having 1 to 4 carbon atoms such as methyl alcohol, ethyl alcohol, butyl alcohol and isopropanol which are strong polar solvents
  • low polarity A mixed solvent of n-hexane or the like as a solvent and the above strong polar solvent can be used.
  • the use of acetone or isopropanol having a relatively high triglyceride solubility is preferable because of the advantage that the amount of the organic solvent used can be reduced in the oil extraction process.
  • the water content of the polar organic solvent in the present invention is not particularly limited, but when the water content is high, the solubility of the oil and fat is lowered, while the poor solubility of the isoprene-based high melting point unsaponifiable matter is further increased, so that the isoprene-based high melting point in the extracted oil and fat is increased.
  • the unsaponifiable content tends to be lower.
  • the water content is 5 wt% or less, preferably 3 wt% or less, and most preferably 1 wt% or less. Is desirable.
  • a batch type extraction method or a countercurrent extraction method can be suitably used, and a countercurrent extraction method is particularly preferable. Since all of these extraction methods use a large amount of an organic solvent, it is preferable that the extraction device has a sealed explosion-proof specification from the viewpoint of safety.
  • nuts pulverized in advance are put in a solvent extraction tank, a polar organic solvent is added, and extraction is performed with the polar organic solvent heated above the melting temperature of the fats and oils in the nut.
  • a polar organic solvent is added, and extraction is performed with the polar organic solvent heated above the melting temperature of the fats and oils in the nut.
  • the nut residue and the extraction solvent can be separated by filtration or centrifugation, and the extraction solvent can be distilled to obtain an extracted oil.
  • unextracted oil remains in the nut residue, it is preferable to repeat the same extraction operation several times to sufficiently recover the residual oil content of the nut residue.
  • the countercurrent extraction method is a method of extracting fats and oils while refluxing them with a pump or the like for a certain period of time in an extraction solvent heated above the melting temperature of the extracted fats and oils in a column or tank filled with crushed nuts. It is. In such a method, the oil and fat extraction efficiency tends to be improved as compared with the batch extraction method described above, and thus there is an advantage that the amount of solvent used for extraction can be reduced. Also in the case of countercurrent extraction, when the residual oil content of the nut residue is high, it is preferable to perform countercurrent extraction multiple times to sufficiently recover the residual oil content of the nut residue.
  • the extraction temperature of the shea fat in the present invention may be equal to or higher than the melting temperature of the shea fat, but in order to smoothly perform solvent extraction, separation of nut residue and extraction solvent and distillation of the solvent from the extraction solvent, From the viewpoint, it is preferably in the range of 30 ° C. to 5 ° C. or less of the boiling point of the organic solvent used.
  • acetone has a boiling point of 56.2 ° C. and is preferably 40 to 50 ° C.
  • isopropanol has a boiling point of 82.3 ° C. and is preferably 50 to 75 ° C.
  • the content of the isoprene-based unsaponifiable matter in the shea fat extracted by the extraction method of the present invention is 1% by weight or less, preferably 0.5% by weight or less.
  • the unsaponifiable content exceeds the upper limit, the viscosity increase of the chocolate dough using CBE for chocolate (cocoa butter substitute fat having physical properties similar to cocoa butter) using extracted shea fat as a raw material is remarkable.
  • the chocolate dough is tempered and solidified in the usual way, and the melting of the molded chocolate is reduced, resulting in an oily texture.
  • the shea fat in which the content of the isoprene-based unsaponified product according to the present invention is reduced to 1% by weight or less is widely used in food applications centering on CBE for chocolate as purified shea fat by deoxidation, decolorization, and deodorization as usual. Available. Depending on the use of CBE, it can also be used as CBE for chocolate mixed with the middle melting point of palm oil. Moreover, it fractionates by solvent fractionation or dry fractionation before refining to obtain a shea fat hard part with an increased SOS component (S: stearic acid, O: oleic acid) content, and the purified shea fat hard part is left as it is or purified.
  • SOS component stearic acid, O: oleic acid
  • a mixed oil of a shea fat hard part and a middle melting point part of palm oil can also be used as CBE.
  • Example 1 Ghana dried shea nuts (moisture 5.23%) were coarsely pulverized using a mortar and further pulverized with a homomixer to obtain pulverized nuts having a 12 mesh pass (mesh opening 1.4 mm). 78.5 g of crushed nuts were weighed into a cylindrical filter paper for Soxhlet extraction, and with a Soxhlet extractor using primary acetone (purity 99.0%, moisture 0.02%), evaporating temperature 60 ° C., extraction part temperature ( Measured with a surface thermometer) The solvent was refluxed at 40 to 50 ° C., and the oil and fat content was extracted by refluxing the extractor five times until the solvent was filled with the refluxing solvent. The amount of solvent used in one reflux was about 1,000 ml. The recovery rate of nuts obtained from the extracted oil was 50.7%, and the content of isoprene-based unsaponifiable matter in the extracted oil was 0.25%.
  • Example 2 78.5 g of the same crushed nut as in Example 1 was weighed into a cylindrical filter paper for Soxhlet extraction, and the solvent was refluxed with a Soxhlet extractor using primary isopropanol (purity 99.0%) at an evaporation temperature of 110 ° C. The extractor was extracted by refluxing the inside of the extractor 5 times until it was filled with the refluxing solvent. The amount of solvent used in one reflux was about 1,000 ml. The extract oil obtained had a recovery rate of nuts of 46.0% and the isoprene-based unsaponifiable matter content in the extract oil was 0.10%.
  • Example 3 78.6 g of the same crushed nut as in Example 1 was weighed into a cylindrical filter paper for Soxhlet extraction, and the solvent was refluxed at 110 ° C. evaporation temperature using primary ethyl alcohol (purity 95.0%) in the Soxhlet extractor. The oil and fat content was extracted by refluxing the extractor until it was filled with refluxing solvent 5 times. The amount of solvent used in one reflux was about 1,000 ml. The recovery rate of nuts obtained from the extracted oil was 28.5%, and the content of isoprene-based unsaponifiable matter in the extracted oil was 0.02%.
  • Comparative Example 1 78.5 g of the same pulverized nut as in Example 1 was weighed into a cylindrical filter paper for Soxhlet extraction, and the solvent was refluxed with a Soxhlet extractor using primary n-hexane (purity 99.0%) at an evaporation temperature of 80 ° C. The extractor was refluxed until the inside of the extractor was filled with the refluxing solvent 5 times to extract the oil and fat. The amount of solvent used in one reflux was about 1,000 ml. The extraction oil obtained had a nut recovery rate of 51.7% and the isoprene-based unsaponifiable matter content in the extracted oil was 3.66%.
  • Table 1 shows the results of analysis of the shea fat extract oils of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1.
  • the iodine value (IV) and the acid value (AV) were measured based on “The Japan Oil Chemists' Society Standard Oil Analysis Method”.
  • the isoprene-based unsaponifiable matter content (IUSM) and triglyceride (TG) content were analyzed by the following high performance liquid gel chromatography (GPC).
  • Detector differential refractive index detector
  • solvent special grade tetrahydrofuran
  • column temperature 40 ° C.
  • flow rate 1 ml / min
  • column used Showa Denko KF-801 ⁇ 1, KF-802 ⁇ 2
  • Example 4 50 g of the pulverized nut of Example 1 was placed in a 1-liter eggplant flask for an evaporator, and 197.5 g (250 ml) of primary acetone (purity 99.0%, moisture 0.02%) was added. While controlling the temperature at 50 ° C., the eggplant flask was stirred at a low speed for 1 hour to extract oils and fats. The solvent was removed using an evaporator to obtain an extracted oil. The recovery ratio of the extracted oil to nuts was 39.0%.
  • Example 5 Oil and fat were extracted in the same manner as in Example 4 using primary acetone adjusted to 1.8% moisture instead of primary acetone with 0.02% moisture in Example 4 to obtain an extracted oil. It was. The recovery ratio of the extracted oil to nuts was 40.8%.
  • Example 6 Oil and fat were extracted in the same manner as in Example 4 using primary acetone adjusted to 2.6% moisture instead of primary acetone having 0.02% moisture in Example 4 to obtain an extracted oil. It was. The recovery ratio of the extracted oil to nuts was 38.5%.
  • Example 7 Oil and fat were extracted in the same manner as in Example 4 using primary acetone adjusted to moisture 3.4% instead of primary acetone with moisture 0.02% in Example 4 to obtain an extracted oil. It was. The recovery ratio of the extracted oil to nuts was 36.7%.
  • Example 8 Extraction oil was obtained by combining the extraction oil four times by repeating the extraction operation of the oil and fat of Example 4 four times using the primary acetone adjusted to the moisture of 1.8% of Example 5. .
  • the recovery ratio of the extracted oil to nuts was 49.1%.
  • the isoprene-based unsaponifiable matter content (IUSM) in the extracted oil was 0.12%.
  • Comparative Example 2 Oil and fat were extracted in the same manner as in Example 4 using primary n-hexane (purity 99.0%) instead of primary acetone with a moisture content of 0.02% in Example 4, and the extracted oil was Obtained. The recovery ratio of the extracted oil to nuts was 40.1%.
  • Comparative Example 3 The extraction operation of Comparative Example 2 was repeated 4 times, and the extracted oil was combined 4 times to obtain an extracted oil.
  • the recovery ratio of the extracted oil to nuts was 47.1%.
  • the isoprene-based unsaponifiable matter content (IUSM) in the extracted oil was 3.19%.
  • Table 2 shows the test results of Examples 4 to 8 and Comparative Examples 2 to 3.
  • the residual oil content in the residue in Table 2 is shown in comparison with Comparative Example 1, assuming that the residual oil content in the extraction of Comparative Example 1 is zero.
  • the isoprene-based unsaponifiable matter content (IUSM) content was analyzed by high performance liquid gel chromatography (GPC) as described above.
  • GPC high performance liquid gel chromatography
  • Example 8 In comparison between Examples 4 to 8, when the water content in acetone exceeded 3% as in Example 7, the extraction efficiency of fats and oils tended to decrease. In Examples 4 to 6, in comparison with Comparative Example 2, the oil and fat extraction efficiency was almost similar. In comparison between Example 8 and Comparative Example 3, Example 8 was excellent in the extraction efficiency of fats and oils, and the content of isoprene-based unsaponifiable matter in the extracted oil was extremely low.
  • Example 9 50 g of the pulverized nut of Example 1 was packed in a cylindrical glass column having an inner diameter of 20 mm and filled with glass wool at the bottom, and glass wool was packed at the top.
  • 395 g (500 ml) primary acetone (purity 99.0%, moisture 0.02%) was kept at 50 ° C., and the pulverized nuts in the glass column were immersed in the extraction solvent. For 200 minutes at a flow rate of 10 ml / min. After completion of the reflux, the solvent was removed to obtain an extracted oil.
  • the recovery rate of the extracted oil to nuts is 48.0% (the residual oil content in the nut residue is 7.1%), the content of isoprene-based unsaponifiable matter in the extracted oil is 0.22%, and the extraction efficiency and isoprene-based unsaponification The product content was also good.
  • Example 10 20 parts of the shea fat (IV 54.0, AV 25.6, ISM 0.12%) obtained in Example 8 was dissolved in 80 parts of primary acetone (99.0% purity, water 0.02%). After holding at 15 ° C. for 60 minutes with stirring, the crystallized crystal part was separated by filtration to obtain a shea fat hard part in a yield of 48.8%. The obtained shea fat hard part was subjected to alkali deoxidation, water washing, decolorization, and deodorization as usual to obtain a purified shea fat hard part. The refined shea fat hard part had an IV of 37.2 and an isoprene-based unsaponifiable matter content (IUSM) of 0.79%. 47 parts of the refined shea fat hard part thus obtained and 53 parts of a refined palm oil middle melting point (IV 34.5, melting point 32.0 ° C.) were blended to obtain CBE-A for chocolate.
  • IUSM isoprene-based unsaponifiable matter content
  • Reference Example 1 25 parts of the shea fat (IV 59.9, AV 16.8, ISM 3.19%) obtained in Comparative Example 3 was dissolved in 75 parts of primary acetone (99.0% purity, water 0.02%). The mixture was held at 35 ° C. for 30 minutes with strong stirring, then held at the same temperature for 2 hours, and then filtered to obtain a first-stage crystal part and a first-stage filtrate part. The obtained first-stage filtrate was further cooled and held at 15 ° C. with stirring for 60 minutes, and then the crystallized crystal was separated by filtration to give a shea fat hard part of 47.0% as a second-stage crystal. The yield was obtained.
  • the obtained shea fat hard part was subjected to alkali deoxidation, water washing, decolorization, and deodorization as usual to obtain a purified shea fat hard part.
  • the refined shea fat hard part had an IV of 37.5 and an isoprene-based unsaponifiable matter content (IUSM) content of 0.70%. 47 parts of the refined shea fat hard part thus obtained and 53 parts of a purified palm oil middle melting point (IV 34.5, melting point 32.0 ° C.) were blended to obtain CBE-B for chocolate.
  • IUSM isoprene-based unsaponifiable matter content
  • Example 11 To 98.8 parts of the shea fat hard part obtained in Example 10, 1.2 parts of the first-stage crystal part of Reference Example 1 were mixed, and subjected to alkali deoxidation, water washing, decolorization, and deodorization as usual. The refined shea fat hard part was obtained. The refined shea fat hard part had an IV of 38.3 and an isoprene-based unsaponifiable matter content (IUSM) content of 2.0%. 47 parts of the refined shea fat hard part thus obtained and 53 parts of a refined palm oil middle melting point (IV 34.5, melting point 32.0 ° C.) were blended to obtain CBE-C for chocolate.
  • IUSM isoprene-based unsaponifiable matter content
  • Table 3 shows the analysis results of the purified shea fat hard part and the CBE for chocolate prepared in Example 10, Reference Example 1 and Example 11.
  • the isoprene-based unsaponifiable matter content (IUSM) content was analyzed by high performance liquid gel chromatography (GPC) as described above.
  • GPC high performance liquid gel chromatography
  • Example 10 was a chocolate having substantially the same quality as Reference Example 1 in which isoprene-based unsaponifiable matter was removed from conventional n-hexane extracted oil and further fractionated to obtain a shea fat hard part.
  • Example 11 in which the content of isoprene-based unsaponifiable matter in the shea fat hard part was slightly high at 2.0%, the melting of the chocolate had a slight tingling, and the texture was slightly oily.
  • the present invention relates to a method for extracting shea fat from a shea nut using a polar organic solvent, and to a method for extracting shea fat in which the content of isoprene-based unsaponifiable matter in the extracted oil is reduced.

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Abstract

 シアナッツから特定の極性有機溶剤を用いてシア脂を抽出することにより、イソプレン系不鹸化物含有量がチョコレート用油脂として許容される範囲内であるシア脂を得ることを可能とする、シア脂の抽出法を課題とする。 シアナッツからシア脂を抽出する際に、特定の極性有機溶剤を用いて抽出することにより、極性有機溶剤難溶解性のイソプレン系不鹸化物をナッツ残滓側に残し、抽出油中のイソプレン系不鹸化物含量を許容範囲まで低減させる。

Description

シア脂の抽出法
 本発明は、シアナッツからシア脂を抽出する方法に関し、特定の極性有機溶剤を用いて抽出されたシア脂中のイソプレン系不鹸化物含有量を効率的に低減することを可能とするシア脂抽出方法に関する。
 シア脂は、非特許文献1の記載によると、アフリカのヴエルデ岬からチャドに広がるサヘル帯に分布するアカテツ科の双子葉植物であるシアバターノキ(学名:Butyrospermum parkii)の果実の種子であるシアナッツから、手作業または溶剤抽出を経て製造されている。主な原産国は、ナイジェリア、ガーナであるが、かかる西アフリカ諸国では手作業での抽出が主流である。
 手作業による抽出は、ペースト状にすりつぶしたシアナッツに水を加えて練っていき、脂肪分を水と混ざった乳化物とする。次いで、冷水を加えて該乳化物を浮き上がらせて脂肪含有乳化物を採取する。採取した乳化物を加熱、溶解して脂肪と水を分離し、分離した脂肪分から加熱により水分を除去し、最後にフィルターで漉してクルードのシア脂(シアバターともいう。)を得る方法である。
 一方、溶剤抽出はヨーロッパ諸国を中心に実施されており、西アフリカ諸国から輸入したシアナッツ(シアカーネルともいう。)から、主に非極性溶剤(低極性溶剤ともいう。)であるn-ヘキサンを用いて溶剤抽出される。
 シア脂は、構成脂肪酸のほとんどをステアリン酸及びオレイン酸が占めるため、酸化しにくく、肌の保湿効果が高いと言われている。また、油脂中にトコフェロール、カロチノイド、テルペンアルコールなどの微量成分を含有するため、肌の軟化効果があり、シワやたるみを防止する効果があると言われ、化粧品用原材料として広く利用されている。
 また、シア脂は対称型トリグリセリドのSOS(S:ステアリン酸、O:オレイン酸)成分を比較的多量に含有するため、チョコレート用のCBE(CocoaButterEquivalent:ココアバター近似の物理的性質を有するココアバター代用脂)として、国内外のチョコレート市場に欠かせない原材料のひとつである。
 周知の如く、従来の手作業による抽出法、ヘキサンなどを用いた非極性有機溶剤抽出法などによりシアナッツから抽出されたシア脂には、イソプレン系重合物を主体とした高融点不鹸化物が1~10%含まれている。かかる高融点不鹸化物を高含量で含有したシア脂をチョコレート用油脂として用いると、チョコレート製造工程で粘度上昇によるテンパリング作業性の低下や、チョコレートの口溶けや口中での冷涼感の低下を招いてしまうという問題がある。さらに、該不鹸化物は高度不飽和炭化水素であるため酸化されやすく、油脂の安定性も大きく低下する。そのため、かかる不鹸化物を許容範囲まで低減して、高品質のCBEとなりうるシア脂の製造方法について過去に種々の検討がなされている。
 特許文献1は、シア脂を溶剤分別する際に、シア脂を2~10倍量のn-ヘキサンに溶解後、低温下に適当時間保持して2~7重量%の不溶物を析出させ、該不溶物を濾別除去した後、さらに冷却を継続して析出する結晶部分を収率70重量%以下で採集するシア脂の分別法に関するものである。本方法により、上記高融点不鹸化物含量が十分に低減されたCBE用の高品質シア分別脂を得ることが可能であるが、該高融点不鹸化物を除去するための不溶物析出工程と該不溶物を濾別除去が必須のため、シア脂分別工程が複雑で煩雑になるとともに、該不溶物を濾別除去する濾布などの濾過膜の経時的な目詰まりが発生し、定期的に該濾過膜の洗浄する必要があるという問題があった。
 特許文献2は、溶剤として炭素数1~4の脂肪族1価アルコールとn-ヘキサンとを併用する油脂の分別法に関し、20~30℃でガム物質を遊離させ、該ガム物質を分離除去してから、さらに冷却して中融点トリグリセライド画分として分別シア脂を得る方法である。本方法も、該ガム物質を分離除去のために特許文献1と同じ問題があった。
  特許文献3は、シア脂の脱ガム法に関し、アセトンなどの極性有機溶剤をシア脂と混合し、所定の温度で一定時間保持することで不鹸化物を不溶化させ、ろ過もしくは遠心分離などの固液分離操作で分離除去する方法である。本方法においても、不鹸化物を分離・除去のために特許文献1と同じ問題があった。また、油脂の一部が高融点不鹸化物画分とともに除去されるため、高融点不鹸化物が除去されたシア脂の歩留まりが低下するという問題もあった。
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特開昭52-063206号公報 特開昭52-151306号公報 特開昭61-42595号公報
 本発明の目的は、シアナッツから特定の極性有機溶剤を用いてシア脂を抽出することにより、高融点不鹸化物含有量がチョコレート用油脂として許容される範囲内であるシア脂を得ることを可能とする、シア脂の抽出法を提供することにある。
 本発明者らは、シアナッツからシア脂を抽出する際に、特定の極性有機溶剤を用いて抽出することにより、抽出油中の高融点不鹸化物含有量をチョコレート用油脂として許容される範囲内まで低減することができるという知見に基づき、本発明を完成するに至った。
 本発明は上記知見に基づいてなされたもので、本発明の第1は、シアナッツから極性有機溶剤を使用してシア脂を抽出することを特徴とするシア脂の抽出法である。第2は、極性有機溶剤がケトン類または低級アルコール類に属する有機溶剤である第1記載の抽出法である。第3は、極性有機溶剤がアセトンである第2記載の抽出法である。第4は、極性有機溶剤がイソプロパノールである第2記載の抽出法である。第5は、向流抽出により、シアナッツからシア脂を抽出する第1~4のいずれか1に記載の抽出法である。第6は、抽出されたシア脂中のイソプレン系不鹸化物の含有量が1重量%以下である第1~5のいずれか1に記載の抽出法である。
 シアナッツから特定の極性有機溶剤を用いてシア脂を抽出することにより、抽出工程のみで、高融点不鹸化物含有量がチョコレート用油脂として許容される範囲内であるシア脂の抽出を可能とするものである。本発明によるシアナッツ抽出シア脂は、高融点不鹸化物含有量が十分に低減されているため、従来のようなシア脂の後処理による高融点不鹸化物の除去工程を必要としない利点がある。また、高融点不鹸化物の除去のための濾過膜の定期的な洗浄の手間も不要になるとともに、本発明により抽出されたシア脂をさらに分別する際にも、高融点不鹸化物に由来する濾過膜の目詰まりがほとんど発生しないため、連続的な分別作業が可能になるという利点もある。
 本発明に使用するシアナッツは、ナイジェリアやガーナなどの西アフリカ諸国で産出されるシアの果実を天日乾燥、果肉除去、ナッツの殻とりされた仁(シアカーネルとも呼ばれる。)であり、油脂分40~60重量%、水分10重量%以下、好ましくは7重量%以下のものが好適に利用できる。
 シアナッツは溶剤抽出に先立って、油脂分の抽出を容易にするため、各種公知の粉砕機を用いて、粗粉砕または微粉砕するのが好ましい。粉砕の状態は特に限定されないが、溶剤抽出の効率向上のため、粒度として5mm以下、好ましくは2mm以下、最も好ましくは1mm以下の粒度であるのが好ましい。
 本発明における極性有機溶剤は、シア脂中に含まれるイソプレン系高融点不鹸化物が難溶解性で、油脂の主成分であるトリグリセリドが易溶解性である有機溶剤を好適に使用することができる。具体的には、中極性溶剤であるアセトンやメチルエチルケトンなどのケトン類、強極性溶剤であるメチルアルコール、エチルアルコール、ブチルアルコール、イソプロパノールなどの炭素数1~4の脂肪族1価アルコール、及び低極性溶剤であるn-ヘキサンなどと上記強極性溶剤の混合溶剤を使用することができる。特に、トリグリセリドの溶解度の比較的高いアセトンやイソプロパノールの使用が、油脂の抽出工程で有機溶剤の使用量を少なくすることができる利点があり、好ましい。また、抽出終了後に、溶剤を蒸留し抽出工程で再使用するうえで、溶剤は混合溶剤より単独溶剤の使用の方が溶剤品質管理の面からより好ましい。
 本発明における極性有機溶剤の水分は特に限定されないが、水分が高くなると油脂の溶解度が低下する一方、イソプレン系高融点不鹸化物の難溶解性が一層高まるため、抽出油脂中のイソプレン系高融点不鹸化物含量はより低くなる傾向にある。但し、水分が高くなりすぎると、油脂の溶解度が低くなりすぎて油脂の抽出効率が低下するため、水分としては5重量%以下、好ましくは3重量%以下、最も好ましくは1重量%以下であるのが望ましい。
 本発明における油脂の抽出方法は、バッチ式抽出法や向流式抽出法などが好適に利用でき、特に向流式抽出法が好ましい。かかる抽出法には、いずれも多量の有機溶剤を用いるため、安全上の観点から抽出装置は密閉型の防爆仕様であるのが好ましい。
 バッチ式抽出法とは、溶剤抽出槽内にあらかじめ粉砕したナッツを入れ、極性有機溶剤を加え、ナッツ中の油脂の溶解温度以上に極性有機溶剤を加温した状態で抽出を行う。抽出の効率を上げるため、抽出工程中は適宜、プロペラなどで攪拌を行うのが好ましい。かかるバッチ式抽出終了後、ナッツ残滓と抽出溶剤をロ過や遠心分離にて分離して、該抽出溶剤を蒸留して抽出油を得ることができる。上記のナッツ残滓に未抽出油が残る場合には、同様の抽出操作を数度繰り返して、ナッツ残滓の残油分を十分回収するのが好ましい。
 向流式抽出法とは、粉砕ナッツが充填されたカラムや槽中を、抽出油脂の溶解温度以上に加温した抽出溶剤で一定時間の間、ポンプなどで還流させながら油脂の抽出を行う方法である。かかる方法では、前記のバッチ式抽出法と対比して、油脂抽出効率が向上する傾向にあり、そのため抽出に用いる溶剤使用量を低減できる利点がある。また、向流式抽出の場合も、ナッツ残滓の残油分が高い場合は、複数回の向流式抽出を行い、ナッツ残滓の残油分を十分回収するのが好ましい。
 本発明におけるシア脂の抽出に用いる極性有機溶剤の使用量は特に制限はないが、使用した有機溶剤は抽出後に蒸留する必要があるため、経済的観点から抽出ナッツ重量の60倍重量%以下、好ましくは30倍重量%以下、最も好ましくは15倍重量%以下であるのが望ましい。複数回の抽出を行う場合は、上記の使用量を複数回分に分けて使用し、総使用量として上記使用量とするのが好ましい。
 本発明におけるシア脂の抽出温度は、シア脂の溶解温度以上であれば良いが、溶剤抽出、ナッツ残滓と抽出溶剤の分離及び抽出溶剤からの溶剤の蒸留をスムーズに行うため、また安全上の観点から、30℃から使用有機溶剤沸点の5℃以下の範囲であるのが好ましい。例えば、アセトンの場合は沸点が56.2℃であるため40~50℃であるのが好ましく、イソプロパノールの場合は沸点が82.3℃であるため50~75℃であるのが好ましい。
 本発明の抽出法により抽出されたシア脂中のイソプレン系不鹸化物の含有量は1重量%以下、好ましくは0.5重量%以下であるのが好ましい。該不鹸化物の含有量が上限を超えると、抽出したシア脂を原料とするチョコレート用CBE(ココアバターと近似した物理的性質を持つココアバター代用脂)を使用したチョコレート生地の粘度上昇が顕著になるとともに、該チョコレート生地を常法通りテンパリングし固化、成形したチョコレートの口溶けが低下し、また油っぽい食感になる。
 本発明によるイソプレン系不鹸化物の含有量が1重量%以下に低減されたシア脂は、常法通り脱酸、脱色、脱臭して精製シア脂としてチョコレート用CBEを中心とした食品用途に広く利用できる。CBEの用途によっては、パーム油中融点部と混合したチョコレート用CBEとしても利用できる。また、精製前に溶剤分別や乾式分別により分別して、SOS成分(S:ステアリン酸、O:オレイン酸)含有量を高めたシア脂硬質部を得て、精製シア脂硬質部をそのまま、または精製シア脂硬質部とパーム油中融点部の混合油をCBEとして利用することもできる。また、精製前のシア脂硬質部とパーム油中融点部を混合し、混合油を常法通り精製してCBEとして利用することも可能である。
 以下、実施例によって本発明を詳細に説明する。なお、例中、%及び部は特に明記されていない限り、いずれも重量基準を意味する。
実施例1
 ガーナ産の乾燥シアナッツ(水分5.23%)をすり鉢を用いて粗粉砕した後、ホモミキサーでさらに粉砕し、12メッシュパス(篩の目開き1.4mm)の粉砕ナッツを得た。
粉砕ナッツ78.5gをソックスレー抽出用円筒形濾紙中に計量し、ソックスレー抽出器で1級アセトン(純度99.0%、水分0.02%)を用いて、蒸発温度60℃、抽出部温度(表面温度計での測定値)40~50℃で溶剤を還流させ、抽出器内が5回、還流溶剤で満たされるまで還流して油脂分を抽出した。1回の還流で用いられた溶剤量は約1,000mlであった。
 得られた抽出油の対ナッツ回収率は50.7%で、抽出油中のイソプレン系不鹸化物含量は0.25%であった。
実施例2 
実施例1と同じ粉砕ナッツ78.5gをソックスレー抽出用円筒形濾紙中に計量し、ソックスレー抽出器で1級イソプロパノール(純度99.0%)を用いて、蒸発温度110℃で溶剤を還流させ、抽出器内が5回、還流溶剤で満たされるまで還流して油脂分を抽出した。1回の還流で用いられた溶剤量は約1,000mlであった。
 得られた抽出油の対ナッツ回収率は46.0%、抽出油中のイソプレン系不鹸化物含量は0.10%であった。
実施例3 
実施例1と同じ粉砕ナッツ78.6gをソックスレー抽出用円筒形濾紙中に計量し、ソックスレー抽出器で1級エチルアルコール(純度95.0%)を用いて、蒸発温度110℃で溶剤を還流させ、抽出器内が5回、還流溶剤で満たされるまで還流して油脂分を抽出した。1回の還流で用いられた溶剤量は約1,000mlであった。
 得られた抽出油の対ナッツ回収率は28.5%で、抽出油中のイソプレン系不鹸化物含量は0.02%であった。
比較例1 
実施例1と同じ粉砕ナッツ78.5gをソックスレー抽出用円筒形濾紙中に計量し、ソックスレー抽出器で1級n-ヘキサン(純度99.0%)を用いて、蒸発温度80℃で溶剤を還流させ、抽出器内が5回、還流溶剤で満たされるまで還流して油脂分を抽出した。
1回の還流で用いられた溶剤量は約1,000mlであった。
 得られた抽出油の対ナッツ回収率は51.7%で、抽出油中のイソプレン系不鹸化物含量は3.66%であった。
 表―1に、実施例1~3及び比較例1のシア脂抽出油の分析結果を示した。なお、ヨウ素価(IV),及び酸価(AV)は「日本油化学会 基準油脂分析法」に基づき測定した。また、イソプレン系不鹸化物含量(IUSM)及びトリグリセリド(TG)含量は、下記の高速液体ゲルクロマトグラフィ(GPC)により分析した。
検出器:示差屈折率検出器、溶剤:特級テトラヒドロフラン、カラム温度:40℃、流速:1ml/min、使用カラム:昭和電工(株)製 KF-801×1、KF-802×2
<表-1>
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
 実施例1~3の極性有機溶剤を用いて抽出したシア脂はいずれもイソプレン系不鹸化物含量(IUSM)が比較例1との対比で、十分低減されていた。実施例3のエチルアルコールでの抽出では、イソプレン系不鹸化物含量(IUSM)の低減は非常に優れていたが、油脂の溶解度が低いためか、油脂の回収率が低いものであった。
実施例4 実施例1の粉砕ナッツ50gをエバポレーター用の1リットルナスフラスコに入れ、1級アセトン(純度99.0%、水分0.02%)197.5g(250ml)を加えた。
50℃に温度制御しながらナスフラスコを1時間低速攪拌して、油脂の抽出を行った。エバポレーターを使用して、溶剤を除去して、抽出油を得た。抽出油の対ナッツ回収率は39.0%であった。
実施例5 実施例4の水分0.02%の1級アセトンに代えて、水分1.8%に調整した1級アセトンを用いて、実施例4同様に油脂の抽出を行い、抽出油を得た。抽出油の対ナッツ回収率は40.8%であった。
実施例6 実施例4の水分0.02%の1級アセトンに代えて、水分2.6%に調整した1級アセトンを用いて、実施例4同様に油脂の抽出を行い、抽出油を得た。抽出油の対ナッツ回収率は38.5%であった。
実施例7 実施例4の水分0.02%の1級アセトンに代えて、水分3.4%に調整した1級アセトンを用いて、実施例4同様に油脂の抽出を行い、抽出油を得た。抽出油の対ナッツ回収率は36.7%であった。
実施例8 実施例5の水分1.8%に調整した1級アセトンを用いて、実施例4の油脂の抽出操作を4回繰り返して、4回の抽出油を合わせて、抽出油を得た。抽出油の対ナッツ回収率は49.1%であった。抽出油中のイソプレン系不鹸化物含量(IUSM)は0.12%であった。
比較例2 実施例4の水分0.02%の1級アセトンに代えて、1級n-ヘキサン(純度99.0%)を用いて、実施例4同様に油脂の抽出を行い、抽出油を得た。抽出油の対ナッツ回収率は40.1%であった。
比較例3 比較例2の抽出操作を4回繰り返して、4回の抽出油を合わせて、抽出油を得た。抽出油の対ナッツ回収率は47.1%であった。抽出油中のイソプレン系不鹸化物含量(IUSM)は3.19%であった。
 表-2に、実施例4~8及び比較例2~3のテスト結果を示す。表-2中の残滓中の残油分は、比較例1の抽出にて残油分ゼロと仮定して、比較例1対比での残油分を示した。
イソプレン系不鹸化物含量(IUSM)含量は、前記同様の高速液体ゲルクロマトグラフィ(GPC)により分析した。
<表-2>
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
 実施例4~8間での対比では、アセトン中の水分が実施例7のように3%を超えると、油脂の抽出効率が低下する傾向であった。実施例4~6は、比較例2との対比で、油脂の抽出効率もほぼ近似していた。なお、実施例8と比較例3の対比では、実施例8は油脂の抽出効率にも優れ、抽出油中のイソプレン系不鹸化物含量も極めて低いものであった。
実施例9 実施例1の粉砕ナッツ50gを、底部にグラスウールを詰めた内径20mmの円筒形ガラスカラムに充填し、上部にグラスウールを詰めた。このガラスカラムに395g(500ml)の1級アセトン(純度99.0%、水分0.02%)を50℃に保ちながら、ガラスカラム中の粉砕ナッツが抽出溶剤に浸漬された状態で、定量ポンプを用いて流速10ml/分にて200分間還流させた。還流終了後に、溶剤を除去して、抽出油を得た。抽出油の対ナッツ回収率は48.0%(ナッツ残滓中の残油分7.1%)、抽出油中のイソプレン系不鹸化物含量は0.22%であり、抽出効率及びイソプレン系不鹸化物含有量とも良好な結果であった。
実施例10 実施例8で得たシア脂(IV54.0、AV25.6、ISM 0.12%)20部を1級アセトン(99.0%純度、水分0.02%)80部に溶解し、15℃で60分間攪拌しながら保持して後、晶出した結晶部を濾別してシア脂硬質部を48.8%の収率で得た。得られたシア脂硬質部を常法通りアルカリ脱酸、水洗、脱色、脱臭を行い、精製シア脂硬質部を得た。精製シア脂硬質部のIVは37.2、イソプレン系不鹸化物含量(IUSM)含量は0.79%であった。
 こうして得た精製シア脂硬質部47部と精製パーム油中融点部(IV34.5、融点32.0℃)53部を配合し、チョコレート用CBE-Aを得た。
参考例1 比較例3で得たシア脂(IV59.9,AV16.8、ISM 3.19%)25部を1級アセトン(99.0%純度、水分0.02%)75部に溶解し、35℃で30分間強攪拌しながら保持して後、2時間同温度で保持してから濾別して、1段目結晶部及び1段目濾液部を得た。得られた1段目濾液部をさらに冷却して、15℃で60分間攪拌しながら保持して後、晶出した結晶部を濾別して2段目結晶部としてシア脂硬質部を47.0%の収率で得た。得られたシア脂硬質部を常法通りアルカリ脱酸、水洗、脱色、脱臭を行い、精製シア脂硬質部を得た。精製シア脂硬質部のIVは37.5、イソプレン系不鹸化物含量(IUSM)含量は0.70%であった。
 こうして得た精製シア脂硬質部47部と精製パーム油中融点部(IV34.5、融点32.0℃)53部を配合し、チョコレート用CBE-Bを得た。
実施例11 実施例10で得られたシア脂硬質部98.8部に対し、参考例1の1段結晶部1.2部を混合し、常法通りアルカリ脱酸、水洗、脱色、脱臭を行い、精製シア脂硬質部を得た。
精製シア脂硬質部のIVは38.3、イソプレン系不鹸化物含量(IUSM)含量は2.0%であった。
 こうして得た精製シア脂硬質部47部と精製パーム油中融点部(IV34.5、融点32.0℃)53部を配合し、チョコレート用CBE-Cを得た。
 表-3に、実施例10、参考例1及び実施例11で調整した精製シア脂硬質部およびチョコレート用CBEの分析結果を示す。イソプレン系不鹸化物含量(IUSM)含量は、前記同様の高速液体ゲルクロマトグラフィ(GPC)により分析した。
<表-3>
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
 実施例10、参考例1及び実施例11で調整した各CBEを用いて、カカオマス24部、砂糖37.6部、全脂粉乳12部、ココアバター6.4部、CBE 20部、レシチン0.5部の配合で、常法通りチョコレート生地を調製し、チョコレート生地を攪拌しながら25℃まで冷却してから28℃まで再加熱してテンパリングを行い、型流しと冷却固化を行って20mm×60mm×5mmの板状チョコレートを試作した。各板状チョコレートを20℃、7日間エージングしてから、チョコレートのスナップ性、口溶け、食感を評価した。スナップ性は20℃で板状チョコレートを手で折って評価し、口溶け及び食感は官能評価を行った。
 表-4に、実施例10、参考例1及び実施例11で調製した各CBEを用いて試作したチョコレートの評価結果を示す。
<表-4>
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
 実施例10は、従来のn-ヘキサン抽出油からイソプレン系不鹸化物の除去処理を行ったうえでさらに分別してシア脂硬質部を得た参考例1と、ほぼ同等の品質のチョコレートであった。一方、シア脂硬質部中のイソプレン系不鹸化物含量が2.0%とやや高い実施例11ではチョコレートの口溶けにややもたつきがあり、やや油っぽい食感であった。
 本発明は、シアナッツから極性有機溶剤を使用してシア脂を抽出する方法に関し、抽出油中のイソプレン系不鹸化物含量が低減されたシア脂の抽出法に関する。

Claims (6)

  1. シアナッツから極性有機溶剤を使用してシア脂を抽出することを特徴とするシア脂の抽出法。
  2. 極性有機溶剤がケトン類または低級アルコール類に属する有機溶剤である請求項1記載の抽出法。
  3. 極性有機溶剤がアセトンである請求項2記載の抽出法。
  4. 極性有機溶剤がイソプロパノールである請求項2記載の抽出法。
  5. 向流抽出により、シアナッツからシア脂を抽出する請求項1~4のいずれか1項に記載の抽出法。
  6. 抽出されたシア脂中のイソプレン系不鹸化物の含有量が1重量%以下である請求項1~5のいずれか1項に記載の抽出法。
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