Ehime University Institutional Repository

藤田, 勝久

Japanese

漢簡にみえる交通と地方官府の伝

岡本, 隆

ネットショップに関する大学生の利用実態と意識 (水口和寿教授・吉田亮三教授退職記念号)

山口, 由等

戦前期信託会社と都市社会の発達 (水口和寿教授・吉田亮三教授退職記念号)

大西, 秀和

ONISHI, Hidekazu

堤, 純

TSUTSUMI, Jun

松山市におけるコンビニエンスストアの急増 : 複数店経営者の出店動向に着目して

山本, 與志隆

九鬼周造の思想形成への現象学の関わり

森, 孝明

「松山俘虜収容所」に来たドイツ人兵士たち(一)

山本, 久雄

School Fee Problems in Prussian Elementary School in the Second Half of 19th Century (2)

谷本, 昌太

坂本, 宏司

宮岡, 俊輔

三宅, 正起

下田, 満哉

筬島, 豊

愛媛大学教育学部紀要　第57巻　193 ～ 197　2010
193
欧文抄録
Key words: Deodorization, Chitosan, Volatile 
compounds, Supercritical carbon dioxide, Absidia 
fusca
キーワード：脱臭，キトサン，揮発性成分，超臨界二酸
化炭素，Absidia fusca
Volatile compounds in chitosan from Absidia 
fusca that were collected by the SPME method 
were analyzed by gas chromatography–FID and gas 
chromatography–mass spectrometry methods.  In 
addition, the volatiles were removed from chitosan by 
extraction with microbubbles of supercritical carbon 
dioxide. We identified 21 compounds: 2 hydrocarbons, 
1 ketone, 12 aldehydes, and 6 alcohols. Hexanal 
was the main volatile compound and accounted for 
approximately 55% of total quantitative value of the 
identified volatiles. The extraction was performed at 
40℃ and 60℃ under a pressure of 20 MPa for 60 min. 
After treatment at 40℃ , the total quantitative value 
of the identified volatile compounds decreased to 
about 20% of the pretreatment value. After treatment 
at 60℃ , volatiles were either not detectable or present 
in trace amounts. Furthermore, the quantitative values 
of 2-butenal and hexanal after treatment at 60℃ were 
approximately 1% of the corresponding pretreatment 
values. 
 
1．はじめに
キチンは，地球上に大量に存在するバイオマス資源で
あり，その推定年間生産量はセルロースに匹敵する100
億トンともいわれている。多くの機能性を有した天然素
材として注目され，近年，医療用材料・抗菌剤・化粧
品・農業分野などに利用されている１－３）。現在，キトサ
ンはカニ殻やエビ殻など加工食品廃棄物から製造されて
いる。しかし，この方法は原料の安定供給，品質の安定
性，濃厚廃液の処理など様々な課題を有している。これ
までに我々は高品質なキトサンの安定生産を目的として
Mucoraceae科の子状菌についてスクリーニングを行い，
Absidia fusca NRIC1179株がキトサンの発酵生産に最
適であり，その特徴的な構造について報告している４）。
しかしながら，微生物由来のキトサンを食品等に利用す
る場合，臭いが障害となり，添加量が制限される可能性
ミクロバブル超臨界二酸化炭素による
Absidia fusca由来キトサンの脱臭
（家政教育教室）　　谷　本　昌　太
（広島県立総合技術研究所食品工業技術センター）　　坂　本　宏　司
（愛媛県産業技術研究所食品産業技術センター）　　宮　岡　俊　輔
（九州女子大学）　　三　宅　正　起
（九州大学農学研究院）　　下　田　満　哉
（九州女子大学）　　筬　島　　　豊
Deodorization of Chitosan from Absidia fusca by Extraction 
with Microbubbles of Supercritical Carbon Dioxide
Shota TANIMOTO, Koji SAKAMOTO, Shunsuke MIYAOKA, Masaki 
MIYAKE, Mitsuya SHIMODA and Yutaka OSAJIMA
（平成22年６月５日受理）
谷　本　昌　太・坂　本　宏　司・宮　岡　俊　輔・三　宅　正　起　・下　田　満　哉・筬　島　　豊
194
がある。
超臨界二酸化炭素流体は，比較的低い圧力・温度で作
製可能で，しかも人体に無害であることから，これまで
香気成分や機能性成分の抽出など食品製造分野において
応用・実用化されている５）。ミクロバブル超臨界二酸化
炭素法６， ７）は，二酸化炭素を微小な泡として水系の試
料に導入し，水への溶解度を飛躍的に増大させることを
可能とし，殺菌・酵素失活分野を中心に応用されてい
る。我々はミクロバブル超臨界二酸化炭素法が清酒の酵
素失活および火落菌殺菌に有効であり，従来法と比べて
低温での加熱処理で十分に清酒の品質保持が可能なこ
とを報告している８-10）。一方，従来法の超臨界二酸化炭
素の欠点として，水分の多い試料において抽出効率が
低いことが挙げられる。対して，二酸化炭素の溶解度の
増加により水系試料からの物質抽出力が向上するミクロ
バブル超臨界二酸化炭素法を用いた水溶液から揮発性成
分の抽出，ミカン果汁からリモノイドの抽出さらに魚醤
油の脱臭が報告されている11-13）。他方， HuはSpirulina 
platensisの活性成分の精製と脱臭に従来型の超臨界二
酸化炭素が応用可能なことを報告している14）。そこで，
本報ではA. fusca由来キトサンの揮発性成分の同定・定
量を行うとともに，ミクロバブル超臨界二酸化炭素法の
A. fusca由来キトサンの揮発性成分の除去効果について
検討した。
２．実験方法
２- １．菌株
東京農業大学より分譲を受けたA. fusca NRIC1179株
を用いた。
２- ２．キトサンの調製
前報４）と同様の方法でキトサンを調製した。すなわち，
ジャーファメンターにより20Lスケール，28℃，通気量：
0.5 VVM，撹拌翼の回転数：200 rpmの条件で48時間培
養後，ろ過により集菌した。菌体の熱アルカリ処理によ
り不溶物を得た。凍結乾燥したアルカリ不溶物を酢酸に
より可溶化し，不純物を除去後，再びアルカリ性として
不溶化した。不溶化した酸可溶性成分を洗浄後，凍結乾
燥し試料とした。
２- ３．ミクロバブル超臨界二酸化炭素処理
キチン・キトサンを0.1％ （w/v） になるように蒸留水
および20％エタノール水溶液 （w/v） にけん濁したもの
を試料とした。ミクロバブル超臨界二酸化炭素処理は，
㈱島津製作所製のバッチ式ミクロバブル超臨界処理装
置（図１）により行った。液化二酸化炭素をエバポレー
ターにより所定の温度まで上昇させた後，孔径10μmの
ミクロフィルターを介して所定の温度に設定した抽出槽
（400mL）にプランジャーポンプで送液（10g/分）し，徐々
に20MPaまで加圧した。加圧後，二酸化炭素を送液（10g/
分）しながら20MPaで60分間保持した。その後，大気
圧に減圧し，抽出槽から試料を取り出し，揮発性成分の
分析に供した。
図１　バッチ式ミクロバブル超臨界二酸化炭素処理装置の模式図
PGおよびTSはそれぞれ圧力ゲージおよび温度センサーを示す。
２- ４．揮発性成分の分析
揮発性成分は SPME法15）により捕集を行い，ガスク
ロマトグラフ（Hewlett-Packard社製 HP-5890Ⅱ）を
用いて分析を行った。すなわち，10mLのバイアル瓶に
試料および内部標準を添加し，スターラーで攪拌しなが
ら60℃で30分間揮発性成分の吸着を行った。内部標準
として１％シクロヘキサノール水溶液を用いた。SPME
ファイバーとして75μm Carboxen / Polydimethyl-
siloxane（Supelco® Analytical）を用いた。ガスクロ
マトグラフへの揮発性成分の導入は，液体窒素によりク
ミクロバブル超臨界二酸化炭素によるAbsidia fusca由来キトサンの脱臭
195
ライオフォーカスしながら，SPMEファイバーを注入口
（260℃）にスプリットレスモードで７分間保持後，ス
プリットモードでさらに３分間保持して捕集成分を加熱
脱着することで行った。
ガスクロマトグラフ分析は，以下の条件で行った。検
出器，FID；カラム，J&W Scientific製化学結合型のシ
リカキャピラリーカラムDB-wax（i.d. 0.25mm × 60m，
膜厚0.25μm）；カラム温度，40 ～ 230℃（３℃昇温/分）；
注入口温度，230℃；キャリアーガス，He；カラム内線
速度20cm/秒；スプリット比，1：30とした。成分の定
量値は，内部標準に対する各ピークの相対面積比に係数
（100）を掛けた値とした。成分の同定は，kovats イン
ディクス およびGC/MSにより行った。
GC/MS分析は，以下の条件で行った。装置，Magnum
（Finnigan MAT，Varian GC3400）；カラム温度等の分
析条件，GC分析に準ずる；イオン化モード，EI/CI；走査，
full scanモード（26 ～ 250amu/秒）；イオントラップ・
マニホールド温度，220℃；データ処理，Magnumライ
ブラリーサーチシステムとした。
3．結果と考察
３- １．A. fusca由来キトサンの臭気成分
A. fusca由来キトサンの揮発性成分のガスクロマトグ
ラフおよび定量値を図２-aおよび表１に示す。キトサン
より炭化水素類（２），ケトン類（１），アルデヒド類（12），
アルコール類（６）の合計21成分が同定された。微生
物キトサンの全揮発性成分の約55％はHexanalで主要
成分であった。その他のアルデヒド類としてPentanal， 
2-Butenal，Heptanal，Octanal，(E)-2-Heptenal，
(E)-2-Octenalが比較的多く含まれていた。アルコール
類では1-Octene-3-olおよび1-Octanolが高い値を示し
た。比較的多く含まれていた炭化水素はTetradecaneで
あった。同定されたケトン類は2-Methyl-2-hepten-6-
oneのみで量的にも少なかった。アルデヒド化合物は，
一般的に臭いの閾値が低く16），アルカナールおよびアル
ケナール類のほとんどは，fatty-oillyな香りに寄与し，
アルカジエナールは，fried-fattyな香りに寄与している
と報告されている17）。また，Hexanalは，特有の青草味
をもち，大豆不快臭の原因物質であり，リノール酸がリ
ポキシゲナーゼ等の酵素により分解することにより生じ
る18）。したがって，キトサンの主要な臭気成分は，直鎖
のアルデヒド類であり，脂肪酸の分解生成物であると推
定された。
図２　超臨界二酸化炭素処理したA. fusca由来キトサンの揮
発性成分のガスクロマトグラム
 a：処理前，b：40℃，C：60℃．ミクロバブル超臨界二酸化炭
素処理は圧力20MPa，二酸化炭素流量10g/分で行われた。
表１　A. fusca由来キトサンの揮発性成分  
ピーク番号 化合物名 KI＊1 定量値＊2
炭化水素類（２）
９
13
ケトン類（１）
11
アルデヒド類（12）
１
２
３
４
５
６
８
10
14
15
19
20
アルコール類（6）
７
12
16
17
18
21
Tridecane
Tetradecane
2-Methyl-2-hepten-6-one
Butanal
Pentanal
2-Butenal
Hexanal
Heptanal
(E)-2-hexenal
Octanal
(E)-2-Heptenal
Nonanal
(E)-2-Octenal
Benzaldehyde
(E)-2-Nonenal
Pentanol
1-Hexanol
1-Octene-3-ol
1-Heptanol
2-Ethyl-1-hexanol
1-Octanol
1300
1400
1339
866
975
1038
1081
1186
1220
1291
1329
1397
1436
1534
1543
1251
1354
1450
1456
1490
1559
13.6 
26.9 
4.7 
1.6 
31.3 
70.0 
568.0 
38.1 
4.8 
36.8 
23.7 
31.6 
35.2 
17.3 
10.8 
13.8 
5.2 
21.5 
17.5 
14.3 
26.5
 ＊１Kovats インディクス。＊２ 各化合物のピークエリア/内部
標準のピークエリア×100。＊３すべての化合物はマススペク
トルラムとKI値により同定した。
谷　本　昌　太・坂　本　宏　司・宮　岡　俊　輔・三　宅　正　起　・下　田　満　哉・筬　島　　豊
196
表2　 ミクロバブル超臨界二酸化炭素処理したA. fusca由来
キトサンの揮発性成分の残存率* 
ピーク
番号 化合物名 40℃ 60℃
40℃
20%エタノール
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Butanal
Pentanal
2-Butenal
Hexanal
Heptanal
(E)-2-hexenal
Pentanol
Octanal
Tridecene
(E)-2-Heptenal
2-Methyl-2-hepten-6-one
1-Hexanol
Tetradecane
Nonanal
(E)-2-Octenal
1-Octene-3-ol
1-Heptanol
2-Ethyl-1-hexanol
Benzaldehyde
(E)-2-Nonenal
1-Octanol
－
27%
20%
20%
19%
－
17%
25%
24%
16%
－
－
35%
29%
17%
12%
14%
20%
20%
18%
19%
－
－
1%
1%
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
1%
10%
－
－
8%
11%
－
－
－
15%
15%
－
－
－
35%
－
－
－
*圧力：20MPa，二酸化炭素流量：10g/分，残存率：処理後
の定量値/処理前の定量値。   
３- ２．キトサンの臭気成分の除去
ミクロバブル超臨界二酸化炭素処理した微生物キト
サンのガスクロマトグラフおよび揮発性成分の分析結
果を図２-b, cおよび表２に示す。20MPa，40℃処理の
場合，揮発性成分の定量値の合計値は処理前の約20%
に減少し，ほとんどの化合物は処理前の30％以下にな
った。20MPa，60℃の処理の場合，ほとんどの成分が
痕跡または不検出となり，検出された2-Butenalおよび
Hexanalも処理前の約１％であった。これらの結果は，
比較的極性の高い揮発性成分でも，処理温度を高めるこ
とによってほぼ完全に除去できることを示している。一
方，20MPa，40℃で20％エタノールを添加した場合，
揮発性成分の定量値の合計値は処理前の約３%に減少
し，揮発性成分を大幅に除去できることが明らかとなっ
た。通常，超臨界二酸化炭素抽出に抽出率を向上させる
目的でエタノールのような極性溶媒をエントレーナーと
して添加する5）。表２に示すようにミクロバブル超臨界
二酸化炭素においても，脱臭効率の飛躍的な増大が認め
られた。今回用いた試料に含まれる揮発性成分は含酸素
系化合物が主体であったが，炭化水素系化合物のように
疎水性の揮発性成分を多く含む試料の場合，含酸素系化
合物以上に揮発性成分除去効果は高いものと推測され
る。
３- ３．まとめ
A. fusca由来キトサンの揮発性成分の同定・定量を行
うとともに，ミクロバブル超臨界二酸化炭素によるキト
サンの揮発性成分の除去効果について検討した。キトサ
ンより炭化水素類（２），ケトン類（１），アルデヒド類
（12），アルコール類（６）の合計21成分が同定された。
キトサンの全揮発性成分の約55％はHexanalで主要成
分であった。20MPa，40℃処理の場合，揮発性成分の
定量値の合計値は処理前の約20%に減少した。20MPa，
60℃の処理でほとんどの成分が痕跡または不検出とな
り，検出された2-ButenalおよびHexanalも処理前の約
１％となった。
 参考文献
1) キチン，キトサン研究会編，“キチン，キトサンハン
ドブック”，技報堂出版（1995）p302．
2) キチン，キトサン研究会編，“最後のバイオマス　キ
チン，キトサン”，技報堂出版，（1988）p１．
3）キチン，キトサン研究会編，“キチン，キトサンの応
用”，技報堂出版（1990）p１．
4) 宮岡俊輔，新谷智吉，相羽誠一，村木永之介，玉井
洋一，木場洋次郎，キチン・キトサン研究，第10巻，
p13 (2004).
5）佐古毅編，“超臨界流体－環境浄化とリサイクル・高
効率合成の展開”，アグネ承風社（2001）p207.
6) 下田満哉，筬島豊，日食工誌，第45巻，p334 (1998)．
7) 下田満哉，三宅正起，筬島豊，製剤機械技術研究会誌，
第９巻，p９ (2000)．
8) S. Tanimoto, H. Matsumoto, K. Fujii, R. Ohdoi, 
K. Sakamoto, S. Izuwa, Y. Yamane, M. Miyake, M. 
Shimoda, Y. Osajima, Biosci. Biotechnol. Biochem., 
69, 2094 (2005).
9) S. Tanimoto, H. Matsumoto, K. Fujii, R. Ohdoi, K. 
Sakamoto, Y. Yamane, M. Miyake, M. Shimoda, Y. 
Osajima, Food Sci. Technol. Res., 13, 210 (2007).
10) S. Tanimoto, H. Matsumoto, K. Fujii, R. Ohdoi, K. 
ミクロバブル超臨界二酸化炭素によるAbsidia fusca由来キトサンの脱臭
197
Sakamoto, Y. Yamane, M. Miyake, M. Shimoda, Y. 
Osajima, Biosci. Biotechnol. Biochem., 72, 22 (2008).
11) M. Shimoda, H. Ishikawa, T. Kawano, Y. Osajima, 
J. Food Sci., 59, 231 (1994).
12) 綾野茂，三宅正起，伊福靖，石川洋哉，下田満哉，
筬島豊，日食工誌　第43巻，p395 (1996)．
13 )  M. Shimoda, Y.  Yamamoto,  J.  Cocunubo-
Castellanos, T. Yoshimura, M. Miyake, H. Ishikawa, 
Y. Osajima, J. Food Sci., 65, 1349 (2000）．
14) Q. Hu, J. Agric. Food Chem., 47, 2705 (1999).
15) 片岡洋行，齊藤啓太，FFIジャーナル，第213巻，
p100 (2008)．
16) 永田好男，竹内教文，日環セ所報，第17号，p77 
(1990).
17) Y. J. Cha, K. R. Cadwallader, J. Food Sci., 60, 19 
(1995).
18) 山内文男，大久保一良編，“大豆の科学”，朝倉書店
（1992）p64.


Deodorization of Chitosan from Absidia fusca by Extraction with Microbubbles of Supercritical Carbon Dioxide

山下, 光

山根, 栄実

金森, 雅

Effects of line length, spatial conditions, and used hand on visual line bisection : A preliminary study in healthy university students

田中, 雅人

Relationship between physical information and motor imagery in the hitting task

Not a member yet