JPS6049463B2 - ココア成分よりキサンチン興奮剤を回収する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水性媒質よりキサンチン興奮剤を回収する
方法に関する。

ク ココア成分を水て抽出して可溶性ココアを製造する
ことは公知てある。

抽出工程中には、テオブ ロミンやカフエイン等、メチ
ル置換されたキサンチン類が他の水溶性固形成分と共に
抽出される。しかしながら、可溶性ココアを製造する際
には、これらの興奮性物質（本発明中ではキサンチン興
奮剤と呼ぶ）は実質上無いほうが望ましいことがよくあ
る。これらは、固体吸着剤に吸着させることにより、抽
出物より除去することができ、その後、実質上キサンチ
ン興奮剤を含まない抽出物をココア成分に戻す。重合体
樹脂や活性炭等、様々な固体吸着剤が提案されてきたが
、これらはココア成分の色調を劣化することがある。例
えば、活性炭を用いた場合には水性抽出物と活性炭の接
触により、ＰＨの上昇を招くことがしばしばあり、その
ためにココア成分の色調が悪くなるとされている。本発
明者は、使用する吸着剤が水中に分散する際、実質上、
中性反応を示すものであれば、望ましくない色劣化は、
かなり少なくできることを見出した。

本発明によれば、ココア成分より抽出されたキサンチン
興奮剤を含有する水溶液から、キサンチン興奮剤を回収
する方法が供される。

その方法は、該溶液を、実質上中性な吸着剤と接触させ
、キサンチン興奮剤を吸着した吸着剤を、キサンチン興
奮剤含量を低減した水性液より分離することから成る。
この吸着剤を記述するのに使う１実質５上中性ョとは、
吸着剤を水に浸漬した際にＰＨ値が実質上変わらないこ
とを意味する。この性質を有する樹脂吸着剤の例として
は、ＲＯｈｍ＆Ｈａａｓ製の半暇焼樹脂ＸＥ−３４０が
あげられる。しかしながら、この特性を持つ活性炭を用
いるほうが望まし３い。この活性炭は、熱で活性化した
炭素を酸洗した後、水洗し中性化するか、又は酸活性炭
を水性アルカリで中和した後、水洗し中性化することに
よつて得ることができる。本明細書における１低減した
含量ョとは含量ゼロを含むことを意味す３る。キサンチ
ン興奮剤を含有する水溶液は、常法により、ココア成分
から抽出することができる。

その方法には、ココア成分を、水（好ましくは脱イオン
水）、キサンチ７興奮剤を含有しないココア４固形分の
水溶液もしくは少量のキサンチン興奮剤を含むココア固
形分の水溶液のいずれかである水性媒質と十分な時間接
触させ、ココア成分中のキサンチン興奮剤含量を望まし
い水準に低減させることが含まれる。ココア成分は、例
えば生のココア豆、焙煎したココア豆あるいは焙煎した
ココアニブのような、ココアマスで良いが、ココア豆を
洗浄し、破砕し、ふるいにかけて、ごみ、細菌およびほ
とんどの殻成分を除去した後、粉砕して得た、生の、粉
砕、未焙煎ココアニブであることが好ましい。抽出はバ
ッチ毎に行うことも、複数個のカラムを備えた連続向流
抽出システムで行うこともできる。抽出中における、コ
コア成分に対する水の割合は重要ではなく、一般に工業
生産時に必要となる現実的な配慮に基づいて決められる
。

余分な水は避けるべきであり、そのような水・ココア比
はキサンチン興奮剤を抽出するのに適当でない。水対・
ココア成分の重量比は５〜２（１）部（好ましくは１０
〜１（４）部）で満足な結果を得る。バッチ式抽出法で
は、一定重量のココア成分をカラム中もしくは適当なタ
ンブラーのような抽出器中て固定床として一定容量の水
と接触させる。

水を絶え間なく循環させ、キサンチン興奮剤を含有する
水はカラムもしくは抽出器から回収し、別のカラム中に
含まれる中性吸着剤と接触させることにより、キサンチ
ン興奮剤を除去した後、ココア成分に戻す。総接触時間
は、特に水とココアの割合、温度およびキサンチン興奮
剤の必要除去率に依存するが、通常は１時間〜１（転）
間、好ましくは２〜３時間てある。温度は、例えば大気
圧下では、４０℃〜１００′Ｃ１好ましくは７０℃〜９
５℃で良く、もしも加圧下で抽出を行うのであれば、さ
らに高くなる。連続向流抽出法においては、水は、ココ
ア成分を含む複数個のセルから成る抽出システムを流れ
る。

まず最も枯渇したココア成分のバッチを含むセルで水は
抽出システムに入り、逐次セルに含まれる新鮮なココア
成分のバッチに通し、最後に最も新鮮なココア成分のバ
ッチを含むセルから排出される。最も枯渇したココア成
分を含むセルに入る際の水温は大気圧下では４０℃〜１
００℃、好ましくは７０℃〜９５゜Ｃで良く、加圧下で
抽出を行う場合にはさらに高くなる。セル数および循環
時間を選ぷことにより、キサンチン興奮剤の望ましい抽
出を得る。連続８個までのセルを用い、循環時間を１紛
〜１２α庁とすることができる。キサンチン興奮剤およ
び他の固形分を含有する水性抽出液は、濃縮してから、
例えば向流システム中て、中性吸着剤と接触させてキサ
ンチン興奮剤を除去することができる。

このようなシステム中ては、吸着剤がいくつかのカラム
に含まれ、抽出液はこれらの連続したカラム中を流れる
。定期！的に、最も飽和したカラムをシステムから除去
し、新鮮な吸着剤を含むカラムを追加する。カラム中の
温度は４０゜Ｃ以上が都合良く、好ましくは７０℃〜９
５゜Ｃである。カラム数、それぞれのカラムの循環時間
および抽出液の滞留時間を選ぶことによ１り、望ましい
キサンチン興奮剤除去率を達成し、吸着剤の使用量を最
小にすることができる。吸着剤の重量は、キサンチン興
奮剤を抽出するココア成分の重量に対して、通常１０％
〜２０％である。必要なら、この方法により、水溶液中
のキサンチン興奮剤含量を実質上ゼロにまて低減するこ
とができる。水性抽出液と中性吸着剤の接触中に、キサ
ンチン興奮剤以外に、他の固形分の一部も吸着される。

吸着されたこれらの固形分の一部（例えば７０；％〜８
０％）は、吸着剤を例えば水で洗うことにより、キサン
チン興奮剤を脱着することなく回収することができる。
吸収剤をバッチシステムに使うにせよ向流連続システム
に使うにせよ、吸着剤層を二倍にして、一方を流動して
いる間に１つ以上のものを入れ換えられるようにし、連
続運転に備えることが望ましい。

キサンチン興奮剤の除去が終了した後、通常、過剰な損
失を防ぐために、水性抽出液中に存在する他の固形分を
、キサンチン興奮剤含量を低減したココア成分に再混合
させることが望ましい。

様々な技法が用いられる。例えば、ココア成分を１００
′Ｃ以下（好ましくは６０℃〜７０℃）の温度て、好ま
しくは水分含量２％〜７．５％に予乾し、直接、抽出物
と一緒にする。あるいは、抽出液を、例えば蒸発により
、固形分含量５％〜２５％に予め濃縮してから、ココア
成分を接触をせる。好ましくは、ココア成分と抽出液の
双方をこのように処理する。つまり、ココア成分を予乾
し、抽出物を予め濃縮した後、再配合させる。固形分の
満足な再混合が得られるのは、２時間以上経てから（好
ましくは５時間〜８時間後）で、温度は４００Ｃ以上（
好ましくは６０℃〜８０゜Ｃ）においてである。

存在する総水分量は、ココア成分の最終水分含量が３０
％〜６０％（好ましくは５０％〜５５％）となるように
するのが望ましい。再混合した固形分を含むココア成分
は、それから水分含量２％〜５重量％に乾燥した後に炒
る。

焙煎した原料は、ココア飲料もしくはチョコレートの製
造に普通に用いることができる。変法によれば、ココア
成分と接触させる、キサンチン興奮剤以外の固形分の量
は、キサンチン興奮剤と共に抽出された量より少なくて
よい。

定期的に、吸着剤は、通常、加熱もしくは溶媒抽出によ
り再生することができる。必要なら、キサンチン興奮剤
を吸着剤から、例えばエタノール等の脂肪族アルコール
もしくは二塩化メチレン等の塩素化炭化水素を用いて、
溶媒抽出することにより、回収することができる。以下
の例により、本発明を詳述する。

割合および百分率は、他に言及のない限り、重量比で記
述する。例１ 中和した活性炭は、市販の熱活性炭を２％塩酸て洗浄し
た後、脱イオン水（ＰＨ＝６）を用い、洗液のＰＨが６
．０て一定となるまで水洗することにより製造した。

１（１）部の、生の、粉砕未焙煎ココアニブを８０゜Ｃ
において、カラム中で、１，１０（２）の水と接触させ
た。

キサンチン興奮剤を含む明褐色の水は絶え間なくカラム
から排出し、キサンチン興奮剤を、他のカラム中に含ま
れる中性活性炭と接触させてノ除去した後、ココアニブ
に環流させた。２時間後、褐色の水性抽出液を蒸発によ
り、９（２）に濃縮した。

枯渇したココアニブは６５りＣて１８時間乾燥し、水分
含量を５％に低減した。濃縮した水性抽出液と乾燥した
ココアニブをミキサーに入れ、７０７℃において６時間
かけて再混合させ、水分含量５３％のココア成分を得た
。可溶成分をすべて再混合させたココア成分は７０℃て
１満間乾燥した後、焙煎した。ココア中のテオプロミン
含量は１．３０％から０．０４％に減少し、減少率は９
７％であつた。とこ９ろが、実質上キサンチン興奮剤を
含有しない抽出液の色は、キサンチン興奮剤を含む抽出
液と比べてもごくわずかな違いしか認められなかつた。
洗浄しない炭素との接触によりキサンチン興奮剤を除去
した抽出液の色は灰黒色てあつた。例２〜６ 接触時間、温度、水：ココアの比率、キサングン興奮剤
以外の固形成分の損失および達成したル（テオプロミン
化率（ＤＴＢ）以外は、以下の表のように例１に記載し
たのと同様の方法を実施した。

例７ 水を、ココアニブを含むカラムの底から上に流れるよう
にさせて、例３と同様の方法を実施した。

固形成分の損失は１０．５％である一方、脱テオプロミ
ン化率は９０．４％であつた。例８ ココア豆を洗浄し、破砕し、ふるいにかけて、こみ、細
菌および殻成分のほとんどを除去し粉砕して、生の、粉
砕未焙煎ココアニブを得た。

これらの生の粉砕未焙煎ココアニブから、水溶液を用い
る向流抽出により、キサンチン興奮剤を絶え間なく抽出
した。それぞれ２叩部のココアニブを含む、４台の連続
した抽出器を用いた。抽出には、脱イオン水を用い、最
も枯渇した抽出器に入る際の温度を８０′Ｃとした。キ
サンチン興奮剤および他．の固形分を含む、明褐色の水
溶液を８０′Ｃにおいて、最も枯渇していないココアを
含む抽出器から除去した。循環時間は３紛間であつた。
ココアを含む最後の抽出器は、キサンチン興奮剤を抽出
した後、システムから外し、新鮮な生の、粉砕未焙３煎
ココアニブを含むものを１時間毎に加えた。水／ココア
ニブ比は１０：１とし、システムの流水量は毎時２，０
０娼となり、除去した水溶液中には１％の溶解固形分が
含まれていた。最も枯渇していないココアから出た抽出
液は向５流として、連続した２つのカラムに通した。

このカラムは、それぞれ、例１に記述されたような方法
で製造した中和活性炭を（イ）部含んでいた。カラム中
の温度は８０゜Ｃに保つた。４時間毎に、最も飽和した
カラムを外し、新しいものを加えた。

飽和Ｏした炭素カラムは、毎時２，０（４）部の流水て
洗浄したが、除去した褐色の水溶液には、キサンチン興
奮剤の他に０．７％の溶解固形分が含まれていた。キサ
ンチン興奮剤を抽出したココアニブを水分５含量５％に
まで乾燥し、キサンチン興奮剤以外の溶解固形分を含み
、蒸発によりあらかじめ固形分含量７％にまて濃縮した
、キサンチン興奮剤を除去した、対応する抽出液と混合
した。

その後、水分含量５０％のココアニブを乾燥し、水分含
量５％）とした。脱テオプロミン化率は９７％べあつた
。例９キサンチン興奮剤を含む明褐色の水を、ＲＯｈｍ
＆Ｈａａｓ製の半■焼樹脂ＸＥ−３４０と接触させ、キ
サンチン興奮剤を除去する他は、例１に記載されたよう
な方法に従つた。

実質上キサンチン興奮剤を含まない抽出液の色も明褐色
で、キサンチン興奮剤を含む水と違いが認められなかつ
た。例１０ 例１に記載したのと同一の方法に従つたが、使用したコ
コアニブのテオプロミン含力は１．３０％ではなく、１
．３９９％であつたものが０．０４２％に減少し、減少
率は９７％であつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ココア成分より抽出したキサンチン興奮剤を含む水
   溶液からキサンチン興奮剤を回収する方法において、こ
   の溶液を実質上中性な吸着剤と接触させ、キサンチン興
   奮剤を吸着させた吸着剤をキサンチン含量を低減した水
   溶液から分離することを特徴とする、上記回収方法。 ２ ココア成分が、ココア豆を洗浄し、破砕し、ふるい
   にかけて、ごみ、細菌および殻成分のほとんどを除去し
   た後、挽いて形成した、生の、粉砕した、未焙煎ココア
   ニブであることを特徴とする、特許請求の範囲第１項記
   載の方法。 ３ ７０℃から９５℃の間の温度で接触を行なうことを
   特徴とする、特許請求範囲第１項もしくは第２項記載の
   方法。 ４ 水溶液中のキサンチン興奮剤含量を実質上ゼロにま
   で低減しかつ、溶液中の他の固形分が、キサンチン興奮
   剤の低減したココア成分および他の水溶性固形成分と一
   緒にすることを特徴とする、特許請求範囲第１項から第
   ４項のいずれか１項に記載の方法。 ５ ココア成分を水性媒質と接触させ、ココア成分より
   遊離したキサンチン興奮剤を含有する水性媒質を回収し
   、実質上中性な吸着剤との接触により、この媒質からキ
   サンチン興奮剤を除去し、キサンチン興奮剤を吸着した
   吸着剤を、キサンチン興奮剤含量を低減した水性媒質か
   ら分離することおよびキサンチン興奮剤含量を低減した
   水性媒質中に存在する他の固形分が、キサンチン興奮剤
   含量および他の固形分含量を低減したココア成分と一緒
   にすることを特徴とする、ココア成分からキサンチン興
   奮剤を除去する方法。 ６ 水性媒質中のキサンチン興奮剤含量を実質上ゼロに
   まで低減することを特徴とする、特許請求範囲第５項記
   載の方法。 ７ 吸着剤が実質上中性な活性炭であることを特徴とす
   る、特許請求範囲第５項又は第６項記載の方法。