JPH0751055B2 - 藍藻から青色色素を抽出する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、藍藻類の細胞から青色色素を選択的に抽出す
る方法に関する。

〔従来の技術〕

フィコシアニンを主成分とする青色色素は藍藻類等の食
用可能な藻類に含まれており、安全な食用天然青色色素
として注目されている。

藍藻類等の藻類は、フィコシアニンのほかに色素成分と
して緑色色素（クロロフィル等）及び黄色色素（カロチ
ノイド類）等を含んでおり、藻類から青色色素を抽出す
るに当っては、青色色素を高収率で抽出すること、及び
緑色色素及び黄色色素に対して選択的に青色色素を抽出
すること、の両者を同時に満足させることが望ましい。

New Food Industry Vol.21,No.2,43−46には抽出工程、
分離工程、精製工程等から成るフィコシアニンの抽出工
程が記載されている。しかしながらこの文献には抽出剤
の種類は具体的に記載されておらず、また藻体の処理に
ついてもなんら記載されていない。

特開昭52−134058には、スピルリナからpH4〜４の緩衝
液を用いて青色色素を抽出する方法が記載されており、
また特開昭55−144868には藍藻類をカルシウムイオンを
含む水性相により処理し、そして次にアルカリ性水相に
よりフィコシアニンを抽出する方法が記載されている。
しかしながら、これらの方法はいずれも、藻体を破砕す
ることなく抽出を行うため、抽出収率は必ずしも十分で
はない。また、抽出剤として緩衝液やアルカリ水性液を
使用しているため、製品色素の製造に当っては抽出剤中
の緩衝剤やアルカリ成分を透析等の方法により除去しな
ければならず、このために工程が複雑となり、色素の製
造に長時間を要し、そして製造コストが高くなるという
難点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従って、本発明は、良好な収率及び選択性を伴って簡単
な工程で藍藻類細胞から青色色素を選択的に抽出する方
法を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は、藍藻類細胞から青色色素を抽出する方法
において、（１）原料藻体を乾燥して乾燥粉末を得る段
階；（２）前記乾燥粉末を60℃〜150℃において熱処理
して熱処理物を得る段階；及び（３）前記熱処理物から
青色色素の水溶液を得る段階；を含んで成る方法により
達成される。

〔具体的な説明〕

本発明の方法においては原料として藍藻類を使用する。
種々の藍藻類を使用することができ、代表的な一例とし
てスピルリナ（Spirulina）属の藻類を挙げることがで
きる。原料となる藻体は、藻体培養液から分離された湿
細胞から成るものでもよく、また一旦乾燥したものでも
よい。

原料藻体は破砕しないで使用することもできるが、好ま
しくは、原料藻体の水性懸濁液を調製し、細胞を破砕す
る。細胞の破砕方法としては、藻類細胞の破砕のために
常用されている任意の方法を用いることができ、好まし
い例として湿式ボールミル法、超音波処理法等を挙げる
ことができる。湿式ボールミル法においては、冷却外套
を有する密閉シリンダー中に多数のガラスビーズを封入
して、導入された細胞の水性懸濁液と共に混和回転す
る。超音波処理法は細胞の水性懸濁液に超音波を照射す
ることにより行う。これらの方法における水性懸濁液の
媒体としては、種々の水性溶液を使用することができる
が、水を使用するのが最も便利である。いずれの方法に
おいても、細胞破砕工程において処理による発熱のため
にフィコシアニンが変性しやすいため、これを防止する
ため室温付近又はそれより低い温度に冷却しながら細胞
破砕処理を行うのが好ましい。

次に、藻体又はその破砕物を乾燥する。この乾燥は任意
の常法、例えば噴霧乾燥、凍結乾燥等により行うことが
できる。工業的見地から噴霧乾燥により行うのが好まし
い。噴霧乾燥法は、例えば、入口温度を100℃〜170℃、
好ましくは135℃〜150℃にして行われる。

次に、藻類細胞の乾燥粉末を熱処理する。この熱処理の
主たる目的はクロロフィル、カロチン類等を変性せしめ
ることにより、その後の工程においてこれらを青色色素
から容易に分離除去することができるようにするためで
ある。従って加熱条件としては、青色色素の主成分であ
るフィコシアニンが実質的に変性せず、クロロフィル、
カロチン等の色素成分が変性する様な条件を選択する必
要がある。本発明者は、このような条件を見出すべく種
々検討した結果、60℃〜150℃にて短時間加熱すること
によって上記の目的が達成されることを見出した。この
加熱処理は好ましくは100℃〜120℃において行う。加熱
処理の時間は加熱温度との関係において任意に選択でき
るが、好ましくは10分間〜２時間であり、加熱温度が高
い場合は短時間とし、加熱温度が低い場合には長時間と
する。

この方法により青色色素を含有する粉末が得られる。こ
の処理によりクロロフィル及びカロチンが熱変性して水
に不溶性になる。

次に、上記の熱処理物の水抽出により、青色色素を含有
し、緑色色素（クロロフィル）及び黄色色素（カロチ
ン）を実質的に含有しない水溶液を得る。この抽出条
件、すなわち、水と粉末との比率、抽出温度及び抽出時
間は特に臨界的ではないが、粉末と水との重量比を1:5
〜1:50とし、抽出温度を５℃〜30℃とし、そして抽出時
間を１分間〜60分間とするのが便利である。この抽出の
間、粉末と抽出剤としての水との接触をよくするため連
続的又は間欠的に穏やかな撹拌を行うことが好ましい。
この抽出工程により、熱処理粉末中の青色色素が選択的
に水を溶解し、緑色色素、黄色色素等の他の色素類は細
胞または細胞片と共に微粒子として分散している。この
懸濁液から常法に従って不溶物を除去することにより、
青色色素を含有し、そして緑色色素、黄色色素等他の色
素を実質的に含有しない水溶液が得られる。この不溶物
の除去は、遠心分離、濾過等の常法に従って行うことが
できる。

このようにして得られた青色色素の水溶液は、緩衝剤、
アルカリ等人為的に添加した塩類その他の成分を含有し
ないから、さらに精製処理することなく乾燥処理して青
色色素の粉末製品を得ることができる。この乾燥処理の
ためには凍結乾燥、噴霧乾燥等の常法を用いることがで
きる。この乾燥処理の前に、水溶液を限外濾過等の常法
に従って濃縮することもできる。

こうして得られた粉末製品は、青色色素を含んで成り、
緑色色素（クロロフィル等）及び黄色色素（カロチン
類）等他の色素成分を実質上含有しない。この粉末製品
は、青色色素以外の製品として、原料藍藻類由来の可溶
性蛋白質、ビタミン類等を若干含有するが、これらは栄
養成分であるから、青色食用色素製品中に存在してもな
んら差支えない。

なお、前記の分離工程において、青色色素を分離した後
の残渣は蛋白質、多糖類、カロチン、クロロフィル、ビ
タミン、ミネラル等を含んでおり、これをそのまま又は
乾燥して飼料として利用することができ、またカロチン
を製造するための原料として使用することもできる。

〔発明の効果〕

本発明では、乾燥物の熱処理によって他の色素類が固体
化ないし固体に固定化、又は熱変性するため、青色色素
のみを選択的に抽出することができる。さらに青色色素
の抽出溶媒として水を用いるので、透析その他の後処理
は不要となり、きわめて簡潔なプロセスで青色色素を回
収することができる。このようにして得られた青色色素
の主成分はフィコシアニンであり、そのまま食用天然色
素として使用される。

〔実施例〕

実施例1. 市販のスピルリナ原末150gを脱イオン水850ml中に懸濁
させ、この懸濁液を連続湿式ボールミル（商品名:DYNO
−MILL KDL型）中で３回くり返し摩砕した。液流入速度
は50ml/min、ガラスビースは直径0.75〜1.0mmのものを
シリンダー容量の約83％封入し、シリンダー外部を水冷
した。シリンダー出口から得られたスラリーに水を加え
て2800mlとし、スプレードライヤー（入口温度140℃、
出口温度70℃）で噴霧乾燥して青緑色粉末115gを得た。

この粉末3.0gを50ml三角フラスコにとり、所定温度に保
った乾燥器中で所定時間加熱した。このフラスコ中に脱
イオン水30mlを加え、マグネチック・スターラーで10分
間撹拌抽出したのち、遠心分離（約10,000G、20分）し
た。上清の可視部吸収スペクトルから抽出された青色色
素中のフィコシアニンおよびカロチン量を計算したとこ
ろ次表のような結果を得た。

表中、C/Fは438nmにおける吸光度（カロチンによる吸
光;C）と618nmにおける吸光度（フィコシアニンによる
吸光;F）との比であって色調の指標となり、この値が小
さい程色調が良好で、0.1以下が特に好ましい。Ｆ
（％）は加熱処理を行わないで抽出した場合のＦ値に対
する加熱したサンプルからの抽出液のＦ値の％であり、
フィコシアニンの抽出収量の指標となる。

実施例2. 市販スピルリナ原末250gを脱イオン水1500ml中に懸濁さ
せ、実施例１と同様の方法で細胞を破砕・乾燥し、青緑
色粉末190gを得た。顕微鏡による観察では、細胞破砕率
は100％であった。この破砕スピルリナ粉末145gを120℃
に保った乾燥器中で30分間加熱したところ、重量は137g
になった。これに脱イオン水1370mlを加えて10分間撹拌
して色素を抽出し、遠心分離（約9500G、20分）して得
た上清をスプレードライヤー（入口温度140℃、出口温
度65℃）で乾燥したところ、青色色素粉末35gを得た。
この色素の水溶液のC/F（吸光度比）は0.064であった。

実施例3. 市販スピルリナ原末3.0gをそのまま120℃で30分間加熱
したのち脱イオン水30mlを加えて10分間撹拌抽出し、遠
心分離（10,000G、20分）して青色水溶液を得た。この
水溶液の吸収スペクトルを測定したところ、C/Fは0.095
であり、加熱処理しない場合の63％、細胞破砕をし且つ
加熱処理した場合の56％、のフィコシアニンを含んでい
た。なおこの原末を加熱処理しないで抽出した水溶液の
C/Fは0.207の値を示した。

実施例4. 抽出溶媒としてリン酸緩衝液（pH6.0、0.02M）を用いた
以外は実施例１と全く同じ方法（100℃で１時間加熱処
理）で青色色素を抽出したところ、抽出液中のフィコシ
アニン量は加熱処理をしないで脱イオン水抽出した場合
の92％であり、C/Fは0.088であった。

実施例5. 培養槽から収穫したスピルリナ・マキシマ（Spirulina
maxima）藻体を水洗後、生藻体に対して約３倍重量の水
を加え、実施例１と同様の方法で細胞を破砕し、噴霧乾
燥して青緑色粉末を得た。この粉末2.50gを乾燥器中120
℃で30分間加熱後、脱イオン水25mlを加えて10分間撹拌
し、遠心分離（約10,000G、20分）によって青色上清を
得た。上清の可視部吸収スペクトルから計算されたC/F
の値は0.089であった。一方、加熱処理なしで抽出した
場合の上清のC/Fは0.409であった。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】藍藻類細胞から青色色素を抽出する方法に
   おいて、 （１）原料藻体を乾燥して乾燥粉末を得る段階；及び （２）前記乾燥粉末を60℃〜150℃において加熱処理し
   て熱処理物を得る段階；及び （３）前記熱処理物から青色色素の水溶液を得る段階； を含んで成る方法。
2. 【請求項２】前記藍藻類がスピルリナである特許請求の
   範囲第１項に記載の方法。
3. 【請求項３】前記藻体を乾燥前に湿式ボールミルにより
   破砕する、特許請求の範囲第１項に記載の方法。
4. 【請求項４】前記乾燥を噴霧乾燥により行う特許請求の
   範囲第１項に記載の方法。
5. 【請求項５】前記加熱を10分間〜２時間行う、特許請求
   の範囲第１項に記載の方法。