JPS5852999B2 - ステビオサイドノセイセイホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はステビア原葉から水抽出したステビオサイド含
有水酸液をイオン交換樹脂によらずステビオサイドを選
択的に吸着する合成吸着剤により吸着させ、次いで有機
容媒を使用してステビオサイドを脱着させ、更に該有機
酸媒を弱塩基性陰イオン交換樹脂にて処理するステビオ
サイドの精製法に関するものである。

従来、ステビオサイドの精製法としてはステビア原葉を
水抽出したステビオサイド含有水抽出後を強酸性陽イオ
ン交換樹脂および弱塩基性陰イオン交換樹脂の両者を使
用する２段精製処理を行なってステビオサイドの純度を
４５〜５５％程度にまで高めた後、多量の水を濃縮する
か、あるいは乾固させ、次いでメタノール、ジオキサン
などの有機酵媒液として晶析させ、結晶を得る方法が広
く知られている。

しかしながら上述のイオン交換樹脂を用いる精製法はス
テプオサイドの損失が少なく、優れた方法であるが工業
化する場合には次に列記するような問題点が未だ解決さ
れていない。

（１） 陽イオン交換樹脂にステビオサイド含有水抽
出液を通液する際に不躊物が生成し、陽イオン交換樹脂
を汚染し、通液性も不良にする。

（２）陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂による
２段精製処理が必要であり、特に陰イオン交換樹脂の負
担が大きい。

（３）上記２段精製処理を行なうために処理後の液量が
著しく大量となる。

（４）ステビオサイドを水藩液から晶析させる場合には
晶析率が低いので晶析率を向上させるためには水様を有
機溶媒系に転換させることが有効であり、この操作を行
なうに当り多量の水を濃縮して後に有機溶媒酸液とする
転換操作が必要である。

従ってイオン交換法の利点を維持しながら上記未解決の
問題点を減少させる方法として、ステビア原葉を水抽出
する代わりに有機晦媒あるいは含水有機溶媒を用いて抽
出することが考えられる。

すなわち、溶媒抽出によって得られる抽出液をそのまま
直接にイオン交換処理することにより陽イオン交換樹脂
への通液時に発生する不醇物が抽出段階で除去されてい
るので不醇物を除去する操作を省略することができる。

また処理液が有機溶媒であるので蒸発熱が少なくて済む
から水抽出の場合よりも濃縮が容易となるなどの効果が
期待できるが、この場合にはイオン交換樹脂の精製効果
は水系よりも劣ること、および抽出工程で有機溶媒を大
量に用いるのでその有機晦媒回収が必要となり工程が水
抽出の場合よりも複雑となるなどの問題点が生じる。

ステビオサイドの精製法としては、この池に活性炭を用
いる精製法も考えられるが、ステビオサイドは活性炭に
極めて強く吸着されるのでその脱着が困難であり、ステ
ビオサイドの回収率は低く、好ましい方法とは称し難い
。

以上述べた如くステビオサイドの工業的精製法は未だ検
討を要する余地が犬であり、品質的にも価格的にも有利
な甘味剤としての地位を確立するためには効果的な精製
法を見出すことが強く要望されているのが現状である。

従ってステビオサイドをよく吸着し、且つ脱着が容易で
あるような選択性の優れた池の吸着剤を鋭意研究探索し
た結果、合成吸着剤と称して市販されている製品が、こ
の目的に対して極めて有効であり、しかも後段の陰イオ
ン交換樹脂の負担を小さくすることを見出し本発明に到
達した。

ここで言う合成吸着剤とは例えば三菱化成工業株式会社
より販売されているＨＰ樹脂であり、スチレンとジビニ
ルベンゼンとを特殊な方法で重合させて製造した巨大網
状構造を有する硬くて不溶性である多孔性の非極性ポリ
マーであって、このものによる吸着は疎水結合、双極子
同志の相互作用および水素結合などによるＶａｎ ｄｅ
ｒ Ｗａａｌｓ力が重要な役割を果たすものであり、吸
着力も一般に小さいので、吸着物質を容易且つ定量的に
脱着することができる特徴を有している。

本発明を以下に説明する。

すなわち、ステビア原葉の水抽出液と合成吸着剤とを水
懸濁液として気泡が入らないように充填したカラムに通
液することにより、水抽出液中のステビオサイドが、一
部の不純物と共に合成吸着剤に吸着される。

この場合、合成吸着による抽出液の処理条件としては、
抽出液固形分１ｇ当りの合成吸着剤使用量が５〜２０ｒ
ＩＬ１１通液速度５Ｖ＝１〜６の範囲が好ましい。

通液時の水抽出液のｐＨは微酸性ないしは中性付近（ｐ
Ｈ５から８）であることが必要である。

この時に合成吸着剤に吸着されなかった成分は水流出液
中に排出されるが、水流出液中にはステビオサイドの甘
味はほとんど感じられず、薄層クロマトグラフィー、高
速液体クロマトグラフィーなどの方法による分析結果か
らもステビオサイドの存在は認められなかったから水抽
出液中のステビオサイドは大略その全量が合成吸着剤に
吸着されて了っていることが判る。

ステビア原葉からステビオサイドを水で抽出するときは
、不純物の抽出をできるだけ押えるために中性付近で抽
出することが必要である。

次いでこの抽出液を合成吸着剤のカラムに通じるときの
ｐＨもステビオサイド吸着後の流出液の処理を含めて考
慮すると中性付近であることが好ましい。

すなわち、この流出液はいわば排水として不要のもので
あるが、腐敗しやすい有機物質を含むために環境保全上
、無処理で放流棄却することはできす、例えば生物処理
による分解、濃縮後、固形化または燃焼など何らかの処
理を行なうことが必要となる。

特に濃縮を行なうときは濃縮操作および経費を軽減する
ために流出液量を可及的少量にすることが望ましい。

そのために流出液を次回のステビア原葉の抽出に再度使
用することを行なうが、この場合抽出液のｐＨが５以下
のときはステビオサイドの抽出率が著しく低下するばか
りか、合成吸着剤カラムの通液性も不良となる。

一般に流出液のｐＨは経済的にｐＨが降下しやすいので
、次回の抽出に用いるときは、ｐＨ７〜８に中和してか
ら使用することが望ましい。

一方、流出液のｐＨが８以上のときは次回の抽出をアル
カリ性で行なうこととなり、不必要の不純物の抽出を徒
らに多くするので好ましくない。

また、流出液を無処理で棄却することが許される場合で
も、少なくとも排水基準に定められたｐＨに中和しなけ
ればならない。

以上のような理由からステビア原葉の抽出および抽出液
の合成吸着剤への通液はｐＨ５から８の範囲で行なうこ
とが必要である。

なお、抽出液をカラムへの通液性が良くないときは、抽
出液に適当量のｐ過助剤を混合分散して流過してから通
液すれば簡単に解決される。

水抽出液の通液を終えたら水洗することによってカラム
中に残存している非吸着成分を除去する。

次いでメタノールあるいはジオキサンなどのステビオサ
イドを酵解することのできる有機溶媒を脱着溶媒に用い
てカラムに通液すると合成吸着剤に吸着されていた成分
はその大部分が容易に脱着し回収される。

ステビオサイドはこの吸着および脱着の過程を通じてほ
ぼ定量的に回収することができる。

有機溶媒により脱着回収処理を行なった合成吸着剤は若
干の吸着成分が残存しているが、希アルカリ水溶液によ
って再生が可能であり、反復使用することができる。

以上の処理を行なった場合の合成吸着剤へのステビオサ
イド水抽出物の吸着量、脱着溶媒によって脱着回収され
る固形分量および、この時のステビオサイド純度などは
水抽出物中のステビオサイド純度、処理した水抽出物と
合成吸着剤との割合、脱着に用いる有機溶媒の種類およ
び量などによって変動するが、一例を挙げると次の通り
である。

三菱化成工業株式会社製、合成吸着剤ＨＰ−ｉ。

の充填容積１１に対して水抽出液固形分（ステビオサイ
ド純度１６％）を１５０ｇおよび２００ｇ処理し、メタ
ノールで脱着回収した処、次の結果が得られた。

上表から明らかなようにステビオサイド純度１６％の水
抽出物を合成吸着剤に吸着させた後、メタノールを脱着
溶媒とするとステビオサイドは９０％以上の回収率で純
度４０〜５０％程度にまで精製することができることが
判る。

なお、ここではカラム法について説明したが、必ずしも
カラム法に限定するものではなく、バッチ法により本発
明法を実施することももちろん可能である。

ステビオサイド含有水啼液を合成吸着剤処理したのみで
はステビオサイドの純度はまだ低くこのまま甘味料とし
て共する場合はもちろんのこと、晶析等の方法により精
製度の高いステビオサイドを得る場合においても製品収
率あるいは甘味料品質においても十分とはいえないので
更に陰イオン交換樹脂処理を行なう必要がある。

この場合有機醇媒たとえばメタノールによって合成吸着
剤から脱着回収された溶液を濃縮乾固することなくその
まま弱塩基性陰イオン交換樹脂中に通液することができ
工程が簡略化され、しかもステビオサイドの損失はほと
んどない利点を有している。

このような処理を施すことによってステビオサイドの晶
析を更に容易ならしめ得ると共に、溶媒濃縮の熱量を軽
減させることができる。

先にメタノールのような有機溶媒で陽イオン交換樹脂と
陰イオン交換樹脂との両者に通液する場合には水溶液通
液の場合と比較して精製効果が劣ると述べたが、本発明
法のように合成吸着剤処理を行ない、次いで陰イオン交
換樹脂処理を行なう時にはメタノール溶液でも陽、陰イ
オン交換樹脂法（水溶液通液）と同程度にまで精製する
ことが容易である。

本発明の第一段の合成吸着剤によるステビオサイドの吸
着、脱着によって抽出溶媒たる水から晶析酵媒たる有機
溶媒への転換が容易に行ない得られ、その際水醇液の濃
縮が不要となる。

従ってステビア凍菜からステビオサイドの抽出を完全に
行なうために充分な量の水を使用することができる。

その結果、メタノールを脱着溶媒とすればステビオサイ
ドを９０％以上の回収率で純度４０〜５０％程度にまで
精製できることから今まで知られている公知の精製法と
比較して工程を著しく簡略化することが可能である。

この後直ちに第二段の陰イオン交換樹脂処理を行なうこ
とにより第一段処理では除去しえなかった不純物をイオ
ン交換樹脂に吸着させ、一方ステビオサイドは全く吸着
させずに有機溶媒とともに流出させることにより不純物
を分離することができ収率および純度を高めることがで
きる。

この場合、処理すべき溶液中の固形分１ｇ当りの陰イオ
ン交換樹脂の使用量は５〜２０ｒｆＬ１１通液速度はｓ
ｖ −ｉ〜６の夫々の範囲が好ましい。

なお、本発明法において合成吸着剤からの脱着晦媒およ
び陰イオン交換樹脂処理の廖媒にはメタノール、ジオキ
サンに限定するものではない。

この方法の有利な点は有機躊媒の回収等はイオン交換樹
脂処理液のみに行なえばよく、一方不純物を含む水流出
液は一段目の合成吸着剤処理時のもののみでありイオン
交換樹脂の再生処理から生じる排水を含めても排水の液
量は大巾に軽減されることである。

以上の結果から本発明法の有用性が明らかであるが、更
に比較例及び実施例を示して説明する。

比較例 ステビア凍菜を熱水抽出した抽出液１５００ｃｃ（ｐＨ
５，７、固形分７８ｇ１純度１５．４％、ステビオサイ
ド１２．０ｇ）を強酸性陽イオン交換樹脂（商品名、ア
ンバーライトＩＲ−１２０Ｈ型）１１を充填したカラム
および弱塩基性陰イオン交換樹脂（オルガノ服装アンバ
ーライトＩＲＡ−９３０Ｈ型）１１を充填したカラムに
Ｓｖ約３で順次通液した処、ＩＲ−１２Ｑ力ラム通液時
に析出不溶物を生じ、通液性が不良となる現象が認めら
れた〇 二段処理後の総液量は２５００ｃｃ（水酸液）に増大し
、固形分２２．８ｇ（純度５０．０％、ステビオサイド
１１．４ｇ）を得た。

この段階でのステビオサイドの回収率は９５．０％であ
った。

２５００ＣＣの水酸液を濃縮乾固した後、メタノール１
００ＣＣに再酵解し、不晦物を除去して５℃で４８時間
晶析させた。

その結果は結晶８．０ｇ（純度８５．５％、ステビオサ
イド６．８４ｇ）および晶析残渣１３．６ｇ（純度２９
．８％、ステビオサイド４．０６ｇ）を得た。

実施例 比較例と同一の抽出液１５００ｃｃ（固形分７８ｇ１純
度１５．４％、ステビオサイド１２．０ｇ）を三菱化成
■製合成吸着剤）ＪＰ−１０１＃を充填したカラムにＳ
■約５で通液し、非吸着成分を水洗により除去した。

この通液時に不溶物の析出は認められず、通液性は良好
であった。

続いて吸着成分を回収するためメタノール１１で脱着し
たが、始めに流出する液はメタノール含有量が少な、く
、水含有量が多いのでこの部分を除去し、メタノール含
有量が高くなってから液を回収した。

このメタノール溶液をメタノールで飽和させた弱塩基性
陰イオン交換樹脂（商品名、アンバーライト■ＲＡ−９
３０Ｈ型）１７を充填したカラムにＳＶＶＳ２通液した
。

二段処理後の総液量は１５００ｃｃ（メタノール酸液）
であり、固形分２１．ｏｇ（純度５３．３％、ステビオ
サイド１１．２ｇ）を得た。

この段階でのステビオサイドの回収率は９３．２％であ
った。

１５００ｃｃのメタノール溶液を１００ｃｃにまで濃縮
した後、不溶物を除去し、５℃で４８時間晶析させた。

その結果、結晶８．０ｇ（純度８７．９％、ステビオサ
イド７．０３ｇ）および晶析残渣１２．５ｇ（純度２９
．６％、ステビオサイド３．７ｇ）を得た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ステビア・レバウディアナ・ベルトニーの乾燥葉を
   ｐＨ５，Ｏ〜８．０で水若しくは熱水と接触させて得ら
   れる抽出液を、ｐ）１５．０〜８．０で非極性合成吸着
   剤と接触させてステビオサイドを選択的に該吸着剤に吸
   着させた後、該吸着剤を有機醇媒と接触させてステビオ
   サイドを脱着させ、更に該ステビオサイド含水有機溶媒
   を弱塩基性陰イオン交換樹脂と接触させる一連の工程結
   合を特徴とするステビオサイドの精製法。