JP5122827B2 - ポリフェノール類の製造方法、バニリンの製造方法、プロトカテク酸の製造方法、バニリン酸の製造方法 - Google Patents
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しかしながら、年間8900万t(2001年推計)にもおよぶと言われる家畜排泄物は、糞尿からの悪臭による農家と普通住宅の混在の困難化や、生活廃水や家畜糞尿に起因する水質、土壌汚染等の社会問題となっていた。
そのため、従来行われていた家畜排泄物の野積みによる堆肥化が不可能となった。
しかしながら、特許文献3に記載の方法により得られるバニリン等の植物ポリフェノールの収量はかなり少量であり、多量のバニリン等の植物ポリフェノールを製造する方法とは言い難く、また、目的物である植物ポリフェノール以外の化合物も多く抽出されてしまい、その中から植物ポリフェノールを精製するのに多大な手間を要するといった問題もあった。
以下に本発明を詳述する。
本発明のポリフェノール類の製造方法では、草食動物の糞を原料とする。草食動物の糞を原料とすることで、目的とするバニリン等のポリフェノール類を高収率で製造することができる。この理由は、以下の通りであると考えられる。
例えば、原料として植物を用い、該植物を直接亜臨界状態の水で処理することによっても、ポリフェノール類を得ることも可能であるが、原料の植物には非常に雑多な物質が複雑に含まれていることから、目的とする物質(バニリン等)を効率よく製造することはできない。これに対し、草食動物は、その胃や腸内の微生物や細菌の酵素等の働きにより、牧草等の飼料が消化される過程でセルロース等が除かれ、原料となるリグニンが精製されるためであると考えられる。
上記草食動物としては、家畜として飼育されている動物であれば特に限定されず、例えば、牛、馬、ヤギ、羊等が挙げられる。なかでも、リグニンの精製が単胃動物に比べてより高度となることから、反芻動物であることが好ましく、具体的には、牛、ヤギ、羊等が好適である。
本発明では、処理の媒体として水を用いるため、安価であることに加え、無毒であることから環境に悪影響を与えず、回収等のコストを抑えることができる。更に、亜臨界状態の水を用いることから、亜臨界状態の水中では雑菌やプリオン等の異常タンパク質等の分解が進むため、本発明により得られるポリフェノール類中にこれらの雑菌や異常タンパク質が混入することを防ぐことができる。
また、本発明のポリフェノール類の製造方法において、処理の媒体は、主成分が水であることが好ましい。
従って、圧力が0.1MPaを超えて22MPa未満かつ温度が324Kを超える場合、又は、圧力が0.1MPaを超えかつ温度が324Kを超えて647K未満である場合に、水は亜臨界状態となる。
なお、本発明のポリフェノール類の製造方法で使用可能な処理装置は、草食動物の糞と亜臨界状態の水とを上述した条件で処理することができるものであれば、図1に示す構造のものに限定されることはない。
上記収容容器は、図1(b)に示すように、内部に製造容器2を収容できるよう下部容器3と上部容器4とが対峙する面に溝が、その長さ方向に平行な方向に設けられている。更に、該溝部分の周囲には、収納した製造容器2を加熱するヒーターと温度センサーとが埋め込まれており、上記ヒーターによる製造容器2の加熱温度の制御することができるようになっている。
なお、製造容器2が管型である場合、直線状の管であってもよく、コイル状に巻いた構造の菅や、U字型に折り曲げられた構造の管であってもよい。
このような板の材料としては特に限定されず、例えば、上述した製造容器2を構成する材料と同じ材料が挙げられる。また、上記板の大きさ、並びに、オリフィスの数及び大きさ等は、特に限定されず、製造容器2の内部空間の大きさ等を考慮して適宜決定される。
次に、所定量の水と草食動物の糞とを製造容器2に送り込み、温度センサーで温度をモニタリングしながらヒーターで製造容器2内の水が亜臨界状態となるまで加熱する。そして、所定の時間草食動物の糞と亜臨界状態の水とを反応させた後、氷水等を用いて製造容器2を冷却し、製造容器2内を常温常圧に戻す。
すなわち、本発明のバニリンの製造方法は、草食動物の糞を亜臨界状態の水によって150〜300℃で処理する工程を有するものである。本発明のプロトカテク酸の製造方法は、草食動物の糞を亜臨界状態の水によって150〜250℃で処理する工程を有するものである。本発明のバニリン酸の製造方法は、草食動物の糞を亜臨界状態の水によって100〜250℃で処理する工程を有するものである。本発明のシリンガ酸の製造方法は、草食動物の糞を亜臨界状態の水によって100〜250℃で処理する工程を有するものである。
また、本発明のポリフェノール類の製造方法により処理を行った後の物質は、窒素に富んでおりかつ滅菌されているため、特に後処理を施すことなく土壌に戻すことができ、更に処理後の物質を肥料として転換することもできる。
上記亜臨界又は超臨界状態の二酸化炭素を用いて草食動物の糞を処理する場合、その処理条件は、上述した亜臨界状態の水による処理条件と異なることとなり、例えば、処理温度は、亜臨界状態の水で処理するよりも低温での処理が可能となる。
また、本発明のポリフェノール類の製造方法で得られたポリフェノール類は、生花を長持ちさせることができる。
牛糞1gと蒸留水4mLを製造容器(管型容器、SUS316製、Tube Bomb Reacter、内容積10mL:AKICO社製)に入れ、200℃、2MPaに加熱及び加圧して亜臨界状態とした水による処理を行った。処理装置は、バッチ式を使用した。60分間反応後、氷水に容器ごとつけて冷却した。
処理条件を250℃、3MPaとした亜臨界状態の水を用いた以外は、実施例1と同様に処理を行った。
その後、得られた水溶液について、実施例1と同様の条件で高速液体クロマトグラフィーを用い、更に、実施例1と同様にして化合物の同定を行った。
各ピークにについて質量分析装置(Waters社製)により分析したところ、バニリン46.2μgに相当する質量の物質の存在を確認できた。
ヤギ糞1gを用いた以外は、実施例1と同様にして処理を行った。
その後、得られた水溶液について、実施例1と同様の条件で高速液体クロマトグラフィーを行い、更に、実施例1と同様にして化合物の同定を行った。
各ピークにについて質量分析装置(Waters社製)により分析したところ、バニリン、バニリン酸に相当する質量の物質の存在を確認できた。
馬糞1gを用いた以外は、実施例1と同様にして処理を行った。
その後、得られた水溶液について、実施例1と同様の条件で高速液体クロマトグラフィーを行い、更に、実施例1と同様にして化合物の同定を行った。
各ピークにについて質量分析装置(Waters社製)により分析したところ、バニリン、バニリン酸に相当する質量の物質の存在を確認できた。
牛糞1gと蒸留水4mLを製造容器(管型容器、SUS316製、Tube Bomb Reacter 、内容積10mL:AKICO社製)に入れ、100〜300℃、0.2〜7.1MPaに加熱及び加圧して亜臨界状態とした水による処理を行った。
その後、実施例1と同様にして化合物の同定を行い、プロトカテク酸、バニリン酸、シリンガ酸及びバニリンを生成した。生成したバニリン酸、バニリン、シリンガ酸及びプロトカテク酸の生成結果を図2〜5に示した。
トラ糞1gを用いた以外は、実施例1と同様の条件で処理を行った。
その後、得られた水溶液について、実施例1と同様の条件で高速液体クロマトグラフィーを行い、更に、実施例1と同様にして化合物の同定を行った。
その結果、全くピークが観察されなかった。
80℃水で処理した以外は、実施例1と同様の条件で処理を行った。
その後、得られた水溶液について、実施例1と同様の条件で高速液体クロマトグラフィーを行い、更に、実施例1と同様にして化合物の同定を行った。
その結果、バニリン酸及びシリンガ酸に相当する質量の物質の存在は確認できたが、プロトカテク酸及びバニリンの存在は確認できなかった。
処理条件を350℃とした超臨界水を用いた以外は、実施例1と同様の条件で処理を行った。
その後、得られた水溶液について、実施例1と同様の条件で高速液体クロマトグラフィーを行い、更に、実施例1と同様にして化合物の同定を行った。
その結果、プロトカテク酸、シリンガ酸、バニリン酸、バニリンの存在は確認できなかった。
牛糞1gと蒸留水4mLを製造容器(管型容器、SUS316製、Tube Bomb Reacter、内容積10mL:AKICO社製)に入れ、250℃、3MPaに加熱、加圧し亜臨界状態とした水により60分間処理を行った。処理装置は、バッチ式を使用した。60分間反応後、氷水に容器ごとつけて冷却した。
得られた溶液をそれぞれ5倍希釈、10倍希釈し、ヒャクニチソウ(サンプル数=2)を室温18〜25℃(昼は日光あり、夜は暗い状態)に放置し、目視評価を行った。結果を表1に示した。
実施例6で得られた溶液(ポリフェノール類)に代えて、木酢液商品名「ひのき木酢液」(フジメディカル社製)を500倍に希釈した溶液を用いた以外は、実施例6と同様にして評価を行った。結果を表1に示した。
実施例6で得られた溶液(ポリフェノール類)に代えて、蒸留水を用いた以外は、実施例6と同様にして評価を行った。結果を表1に示した。
2 製造容器
3 下部容器
4 上部容器
Claims (5)
- 草食動物の糞を亜臨界状態の水によって100〜300℃、6.0MPa以下で処理する工程を有することを特徴とするポリフェノール類の製造方法。
- 草食動物の糞を亜臨界状態の水によって150〜300℃、6.0MPa以下で処理する工程を有することを特徴とするバニリンの製造方法。
- 草食動物の糞を亜臨界状態の水によって150〜250℃、6.0MPa以下で処理する工程を有することを特徴とするプロトカテク酸の製造方法。
- 草食動物の糞を亜臨界状態の水によって100〜250℃、6.0MPa以下で処理する工程を有することを特徴とするバニリン酸の製造方法。
- 草食動物の糞を亜臨界状態の水によって100〜250℃、6.0MPa以下で処理する工程を有することを特徴とするシリンガ酸の製造方法。
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