食品関連未利用資源の素材化に関する調査研究

(1)

食品関連未利用資源の素材化に関する調査研究

脱臭スカム（サラダ油製造副産物）の有効利用の検討

1 1 1

古田正範

^＊

樋口智子

^＊

廣藤祐史

^＊

Investigation research on Material-izing of Food Related Unused Resources

a cooking oil manufacture by-product) Study on effective use of deodorization SUKAMU(

Masanori Furuta ， Tomoko Higuchi ， Yushi Hirofuji

HPLC GC GC-MS 食用植物油サラダ油製造の際生じる精製残渣脱臭スカムの有効利用を図るため当年度は（），，，，，を用いスカム中のトコフェロール，ステロール，脂肪酸組成の分析を行った。その結果，スカム中のトコフェロー

，，，，，

ルはγ -Toc ＞α -Toc ＞δ -Toc ＞β -Toc の順に多く総量 10% 前後( w/w ) ステロールはβ -Sitosterol Campesterol

，，等，総量，前後( )含まれていると推察された。また，トコフェロー Brassicasterol Stigmasterol Cholesterol 20% w/w

ルとステロールの GC による同時分析の可能性も推察された。脂肪酸組成の分析については HPLC と GC-MS 分析を行ったが，脂肪酸全部を検出する GC-MS 法が一般的と考えられた。

1 はじめに

食品リサイクル法が施行され，食品製造業では廃棄物として処理していたものを，未利用資源ととらえ，

有効利用しようとするニーズが顕著になっている。本研究は県内企業から出される様々なニーズに対応するための FS （調査研究）の一つで，当年度は食用油製造業からの「食用植物油（サラダ油）製造の際，生，じる精製（スカム）の有効利用」について分析を主に行った。スカムは食用油（大豆油，菜種油）の製造過程で大量に排出され，現在は飼料として利用されてはいるが大半は廃棄物として処理されている。スカム中には遊離脂肪酸，ステロール，トコフェロール，炭化水素，グリセイリド他が含まれている

^１）

が，これら成分の含有量は製造条件により左右される。スカム中の有用成分の分離回収，製品への再添加による付加価値の向上，あるいは製造条件改善によるスカム中への機能性成分損出の低減化による製品の機能性向上がニーズとして出されている。そのために，まず，スカム中のこれら有用物質の分析法の確立が急がれている。そこで企業と連携をとりながら HPLC （液クロ）， GC （ガスクロ，簡易キット等によりスカムを分析し検討し）た。

＊１生物食品研究所

2 研究，実験方法

2−1 スカムの食品一般成分

，。

大豆スカム菜種スカムの食品一般成分を分析した 2−2 スカム中のトコフェロール

Ｒ

1

３３３

HO CH CH CH

Ｒ

２

O

３３３

Ｒ CH CH

２３３

α− Toc ：Ｒ＝Ｒ＝Ｒ＝

1

CH

Toc CH H

β− ：Ｒ＝Ｒ＝

1 ３３

，Ｒ＝

２

Toc CH H

γ− ：Ｒ＝Ｒ＝

２３３

，Ｒ＝

1

Toc CH H

δ− ：Ｒ＝

３３

，Ｒ＝Ｒ＝

1 ２

スカム中に含まれる上記４種類のトコフェロールについてけん化抽出法

^２）

により，けん化後， HPLC により分析した。

大豆スカム，菜種スカム試料約 0.5g を共栓付ガラス遠心管 50ml に精秤し 1%NaCl 1ml 加え軽く振り混ぜ， 6% ピロガロール・エタノール液 6ml 加え混和。

60%KOH 1ml 加え，蓋をし， 70 ℃の水浴中で約 30 1%NaCl 15ml 10%

分けん化した。氷水中で冷却後，，酢酸エチル・ヘキサン溶液 15ml 加え， 5 分間激しく

5 3000rpm 5

振とう抽出する。氷水中で分冷却し，，

分遠心分離した。酢酸エチル・ヘキサン層を 100ml ナ

シ形フラスコに分取した。更に酢酸エチル・ヘキサン

(2)

抽出を 2 回繰り返して有機溶媒層を集めた。 5% デカン・ヘキサン 1ml を加え，ロータリーエバポレーターで， 40 ℃以下の水溶液中でデカンを残し，溶媒を留去し，残さにヘキサン 10ml を加え溶解， HPLC 試験液とした。標準液は和光純薬工業㈱のトコフェロールセットを用いた。α，β，γ，δ−トコフェロール各バイアル 50mg 全量をヘキサン 1ml で溶解し，これより 20 μ をとりヘキサン l 980 μ に希釈し l 1ml とした

（ 1 μ g ／μ l ）。次に各液を等量混合しすなわちα ，， β，γ，δ−トコフェロール各々 0.25 μ g ／μ 標準 l 液を調製し， 10 μ を l HPLC で分析した。

の条件は次のとおり。カラム： HPLC

Ymc-PackSILA-002 ，溶離液： hexane ／ THF ／ Acetic

（／／，流量：，検出器：

acidcid 97 3 0.25 ） 1.0ml/min UVat295nm ，注入量： 10 μ l

2−3 スカム中のステロール

HO Cholesterol HO Brassicasterol

HO Campesterol HO Stigmasterol

HO β -Sitosterol

スカム中に含まれる植物性ステロールについてけん化

^3）

後， HPLC 法により分析した。

0.5g 1N

スカム約をキャップ付き試験管に精秤し，

− KOH ・エタノールを 10ml 添加， 1h 加熱けん化を行った。時々振とう。次に，室温まで放置，水 50ml と石油エーテル 50ml で分液ロートに添加して移し，

１分間，激しく振とうした。二層に分離。上層の石油エーテル層を集めた。更に石油エーテル 50ml を加え同様の操作を 2 回行い，集めたエーテル層を 40ml の水で 4 回洗浄した。硫酸ナトリウムを加え脱水し，石油エーテル層をロータリーエバポレーターを用い濃縮

乾固した。ヘキサン 5ml を添加し完全にシールした容器に保管。試験液とした。標準液はコレステロール，

スチグマステロール，カンペステロール，β シトス - テロールを各々 0.5 ， 0.5 ， 0.345 ， 0.5mg ／ ml を含む

5 - 0.5mg

混合液を用いた内標準として。 α コレスタン（

／ ml ）を標準液及び試験液に 1:1 添加し分析した。

HPLC の条件は次のとおり。カラム： YMC

，（），

Jsphere ODS-M80 溶出液：メタノール／水 100/2

，，，，

流量： 0.8ml ／ min 温度： 37 ℃ 検出器： UV 210nm 0.64AUFS ，注入量： 10 μ l

2−4 2-3のけん化抽出物のＧＣ分析

ニーズ提案元，企業より，トコフェロールとステロールのＧＣによる同時分析を検討したいとのことで，前項で調製したけん化抽出物をガスクロにより分析した。

カラム： DB-5 ， 0.53mm ＩＤ， 15m 。

1 l cm/sec 270

注入量： μ 。カラム流速：？。温度：

℃。注入口温度： 280 ℃。検出器温度： 280 ℃。

2−5 スカム中の脂肪酸

● GC-MS による分析

スカム中に含まれる脂肪酸についてメチルエステル化後，により分析した。

4）

GC-MS

スカム約 , 25mg をスクリューキャップ式試験管に精秤し， 0.5M NaOH ｰメタノール 1.5ml 添加，窒素で置換後， 100 ℃，７分加熱した。冷却後，三−フッ化ホ

2ml 100 5 30

ウ素−メタノール添加， ℃ ，分加熱した。

〜 40 ℃冷却後，ヘキサン 3ml 加え，窒素置換後，振とうした。飽和食塩水 5ml 加え窒素置換後，混合し別の試験管別にヘキサン層を分取した。更にヘキサン 2ml を加え抽出し，抽出液を合わせた。ヘキサンで 5 倍希釈して GC 用サンプルとした。

の条件は次のとおり。

GC-MS

カラム：ＤＢ２３， 0.25mm ＩＤ， 30m 。

注入量： 1 μ 。カラム流速： l 30cm/sec （ at50 ℃ 。）

，，，

昇温： 50 ℃ 1min → 10 ℃ /min 170 ℃→ 1.2 ℃ /min 210 ℃

注入口温度： 250 ℃。検出器温度： 280 ℃。

●簡易測定キットと HPLC による分析

㈱ワイエムシー社製のエステル型短鎖・長鎖脂肪酸分析キット S-FA-CR-01 を用い処理後， HPLC により分析した。

カラム： YMC − Pack FA ，溶出液：アセトニトリ

(3)

75/11/14 V/V/V/ 1.2ml ル／メタノール／水（，），流量：

，，，，，

／ min 温度： 35 ℃ 検出器： UV 230nm ？ AUFS 注入量： 10 μ 。スタンダードはパルミチン酸，ステ l アリン酸，オレイン酸，リノール酸，リノレイン酸約を精秤しヘキサンに溶解し μ をとり

0.5mg 10ml 100 l

ヘキサンを溜去し，サンプルと同様にキットで処理した。

3 結果と考察

3−1 スカムの一般成分分析

結果を表−１に示す。食品一般成分の分析方法では水分と脂質（エーテル可溶分）でほぼ 100% であった。

表−１スカムの食品成分

水分脂質灰分

1.99 98.0 trace

菜種スカム

1.66 98.3 trace

大豆スカム

3−2 トコフェロール分析

大豆及び菜種スカム中のトコフェロールは，γ− Toc

＞α− Toc ＞δ− Toc ＞β− Toc の順に多く，総量，

前後( )が含まれていると考えられた。

10% w/w

3−3 スカム中のステロール分析

では，カンペステロールとスチグマステロール HPLC

のリテンションタイムが近くピークが一部重なり分離

。，

できなかった大豆及び菜種スカム中のステロールは β−シトステロール＞（カンペステロール＋スティグマステロール＞コレステロールの順に多く総量）， 20%

前後( w/w )が含まれていると考えられた。今回，ブラシカステロール標準品の分析を行っていないがピーク面積値からすると多く含まれていると推察された。

3−4 2-3のけん化抽出物のＧＣ分析

トコフェロール及びステロールのＧＣ分析のリテンションタイムについて表−２に示す。β− Toc とγ−

が，またコレステロールとα− が保持時間が

Toc Toc

近かった。今回分析に用いた DB-5 カラムが 15m であるが，更に理論段数の高いカラムの使用により分離が可能と考えられ，企業から提案されているスカム中のトコフェロールとステロールの同時分析は可能と推察された。

3−5 スカム中の脂肪酸

による遊離脂肪酸の（保持時間）の結果を

GC-MS R.T

表−３に示す。

脂肪酸分析キットと HPLC による分析では，操作は

簡単であったが，標準物質との比較により定性が可能で，対象をリノレン酸，リノール酸，パルミチン酸，

オレイン酸，ステアリン酸の 5 標準物質に限りおこな GC-MS ったので全部の脂肪酸組成について行うには，が一般的と考えられた。

表−２ GC 分析の保持時間と各成分保持物質名保持物質名

時間時間

δ− ﾌﾞﾗｼｶｽﾃﾛｰﾙ 5.997 Toc 9.883

β− ｶﾝﾍﾟｽﾃﾛｰﾙ 7.040 Toc 11.143

γ− ｽﾁｸﾞﾏｽﾃﾛｰﾙ 7.391 Toc 11.881

ｺﾚｽﾃﾛｰﾙ β ｼﾄｽﾃﾛｰﾙ

8.889 13.407 -

9.064 α− Toc

表−３各脂肪酸の保持時間

R.T(保持時間)(分) ﾐﾘｽﾁﾝ酸（C14:0） 14.4 ﾍﾟﾝﾀﾃﾞｶﾝ酸（C15:0） 17.1 ﾊﾟﾙﾐﾄﾚｲﾝ酸（C16:1） 17.5 ﾊﾟﾙﾐﾁﾝ酸（C16:0） 18.7 ﾍｷｻﾃﾞｶﾄﾘｴﾝ酸（C16:3） 19.4 ｽﾃｱﾘﾝ酸（C18:0） 20.9 ｵﾚｲﾝ酸（C18:1） 21.6 ﾘﾉｰﾙ酸（C18:2） 22.9 ｲｺｻﾄﾘｴﾝ酸（C20:3） 23.7 ﾘﾉﾚｲﾝ酸（C18:3） 24.5 ｱﾗｷｼﾞﾝ酸（C20:0） 25.9 ｴｲｺｾﾝ酸（ C20:1）（ 26.7 ベヘン酸（C22:0） 32.5

4 まとめ

スカム中のトコフェロール，ステロール，脂肪酸組成について GC ， GC-MS ， HPLC を用い分析法を検討した結果，次のようにまとめられた。

)スカムは食品分析法ではが脂質で，水分をあ

1 98%

わせほぼ 100% であった。

)大豆及び菜種スカム中のトコフェロールは， γ − 2

＞α− ＞δ− ＞β− の順に多く，総

Toc Toc Toc Toc

量， 10% 前後( w/w )が含まれていると考えられた。

)大豆及び菜種スカム中のステロールはβ−シトステ 3

（）

ロール＞カンペステロール＋スティグマステロール

＞コレステロールの順に多く総量， 20% 前後( w/w )が

(4)

含まれていると考えられた。今回，ブラシカステロール標準品の分析を行っていないがピーク面積値からすると多く含まれていると推察された。

)トコフェロールとステロールの分析についてに

4 GC

よる同時分析が可能と考えられ，今回分析に用いたカラムがであるが，更に理論段数の高いカ

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古田 正範

樋口 智子

廣藤 祐史

Investigation research on Material-izing of Food Related Unused Resources

a cooking oil manufacture by-product) Study on effective use of deodorization SUKAMU(

Masanori Furuta ， Tomoko Higuchi ， Yushi Hirofuji

， ， ， ， ，

ルはγ -Toc ＞α -Toc ＞δ -Toc ＞β -Toc の順に多く 総量 10% 前後( w/w ) ステロールはβ -Sitosterol Campesterol

， ， 等，総量， 前後( )含まれていると推察された。また，トコフェロー Brassicasterol Stigmasterol Cholesterol 20% w/w

ルとステロールの GC による同時分析の可能性も推察された。脂肪酸組成の分析については HPLC と GC-MS 分析 を行ったが，脂肪酸全部を検出する GC-MS 法が一般的と考えられた。

1 はじめに

食品リサイクル法が施行され，食品製造業では廃棄 物として処理していたものを，未利用資源ととらえ，

2 研究，実験方法

2−1 スカムの食品一般成分

， 。

大豆スカム 菜種スカムの食品一般成分を分析した 2−2 スカム中のトコフェロール

Ｒ

HO CH CH CH

Ｒ

O

Ｒ CH CH

α− Toc ：Ｒ ＝Ｒ ＝Ｒ ＝

CH

Toc CH H

β− ：Ｒ ＝Ｒ ＝

，Ｒ ＝

Toc CH H

γ− ：Ｒ ＝Ｒ ＝

，Ｒ ＝

Toc CH H

δ− ：Ｒ ＝

，Ｒ ＝Ｒ ＝

スカム中に含まれる上記４種類のトコフェロールに ついてけん化抽出法

により，けん化後， HPLC によ り分析した。

大豆スカム，菜種スカム試料約 0.5g を共栓付ガラ ス遠心管 50ml に精秤し 1%NaCl 1ml 加え軽く振り混 ぜ， 6% ピロガロール・エタノール液 6ml 加え混和。

60%KOH 1ml 加え，蓋をし， 70 ℃の水浴中で約 30 1%NaCl 15ml 10%

分けん化した。氷水中で冷却後， ， 酢酸エチル・ヘキサン溶液 15ml 加え， 5 分間激しく

5 3000rpm 5

振とう抽出する。氷水中で 分冷却し， ，

分遠心分離した。酢酸エチル・ヘキサン層を 100ml ナ

シ形フラスコに分取した。更に酢酸エチル・ヘキサン

（ 1 μ g ／μ l ）。 次に各液を等量混合し すなわちα ， ， β，γ，δ−トコフェロール各々 0.25 μ g ／μ 標準 l 液を調製し， 10 μ を l HPLC で分析した。

の 条 件 は 次 の と お り 。 カ ラ ム ： HPLC

Ymc-PackSILA-002 ， 溶離液： hexane ／ THF ／ Acetic

（ ／ ／ ，流量： ，検出器：

acidcid 97 3 0.25 ） 1.0ml/min UVat295nm ，注入量： 10 μ l

2−3 スカム中のステロール

HO Cholesterol HO Brassicasterol

HO Campesterol HO Stigmasterol

HO β -Sitosterol

スカム中に含まれる植物性ステロールについてけん 化

後， HPLC 法により分析した。

0.5g 1N

スカム約 をキャップ付き試験管に精秤し，

− KOH ・エタノール を 10ml 添加， 1h 加熱けん化を 行った。時々振とう。次に，室温まで放置，水 50ml と石油エーテル 50ml で分液ロートに添加して移し，

乾固した。ヘキサン 5ml を添加し完全にシールした容 器に保管。試験液とした。標準液はコレステロール，

スチグマステロール，カンペステロール，β シトス - テロールを各々 0.5 ， 0.5 ， 0.345 ， 0.5mg ／ ml を含む

5 - 0.5mg

混合液を用いた 内標準として 。 α コレスタン （

／ ml ）を標準液及び試験液に 1:1 添加し分析した。

HPLC の 条 件 は 次 の と お り 。 カ ラ ム ： YMC

， （ ），

Jsphere ODS-M80 溶出液：メタノール／水 100/2

， ， ， ，

流量： 0.8ml ／ min 温度： 37 ℃ 検出器： UV 210nm 0.64AUFS ，注入量： 10 μ l

2−4 2-3のけん化抽出物のＧＣ分析

ニーズ提案元，企業より，トコフェロールとステロー ルのＧＣによる同時分析を検討したいとのことで，前 項 で 調 製 し た け ん 化 抽 出 物 を ガ ス ク ロ に より分 析 し た。

カラム： DB-5 ， 0.53mm ＩＤ， 15m 。

1 l cm/sec 270

注入量： μ 。カラム流速：？ 。 温度：

℃。 注入口温度： 280 ℃。検出器温度： 280 ℃。

2−5 スカム中の脂肪酸

● GC-MS による分析

スカム中に含まれる脂肪酸についてメチルエステル化 後， により分析した。

GC-MS

スカム 約 , 25mg をスクリューキャップ式試験管に精 秤し， 0.5M NaOH ｰメタノール 1.5ml 添加，窒素で置 換後， 100 ℃，７分加熱した。冷却後，三−フッ化ホ

2ml 100 5 30

古田正範

樋口智子

廣藤祐史

，，，，，

ルはγ -Toc ＞α -Toc ＞δ -Toc ＞β -Toc の順に多く総量 10% 前後( w/w ) ステロールはβ -Sitosterol Campesterol

，，等，総量，前後( )含まれていると推察された。また，トコフェロー Brassicasterol Stigmasterol Cholesterol 20% w/w

ルとステロールの GC による同時分析の可能性も推察された。脂肪酸組成の分析については HPLC と GC-MS 分析を行ったが，脂肪酸全部を検出する GC-MS 法が一般的と考えられた。

食品リサイクル法が施行され，食品製造業では廃棄物として処理していたものを，未利用資源ととらえ，

，。

大豆スカム菜種スカムの食品一般成分を分析した 2−2 スカム中のトコフェロール

α− Toc ：Ｒ＝Ｒ＝Ｒ＝

β− ：Ｒ＝Ｒ＝

，Ｒ＝

γ− ：Ｒ＝Ｒ＝

，Ｒ＝

δ− ：Ｒ＝

，Ｒ＝Ｒ＝

スカム中に含まれる上記４種類のトコフェロールについてけん化抽出法

により，けん化後， HPLC により分析した。

大豆スカム，菜種スカム試料約 0.5g を共栓付ガラス遠心管 50ml に精秤し 1%NaCl 1ml 加え軽く振り混ぜ， 6% ピロガロール・エタノール液 6ml 加え混和。

分けん化した。氷水中で冷却後，，酢酸エチル・ヘキサン溶液 15ml 加え， 5 分間激しく

振とう抽出する。氷水中で分冷却し，，

（ 1 μ g ／μ l ）。次に各液を等量混合しすなわちα ，， β，γ，δ−トコフェロール各々 0.25 μ g ／μ 標準 l 液を調製し， 10 μ を l HPLC で分析した。

の条件は次のとおり。カラム： HPLC

Ymc-PackSILA-002 ，溶離液： hexane ／ THF ／ Acetic

（／／，流量：，検出器：

スカム中に含まれる植物性ステロールについてけん化

スカム約をキャップ付き試験管に精秤し，

− KOH ・エタノールを 10ml 添加， 1h 加熱けん化を行った。時々振とう。次に，室温まで放置，水 50ml と石油エーテル 50ml で分液ロートに添加して移し，

乾固した。ヘキサン 5ml を添加し完全にシールした容器に保管。試験液とした。標準液はコレステロール，

混合液を用いた内標準として。 α コレスタン（

HPLC の条件は次のとおり。カラム： YMC

，（），

，，，，

ニーズ提案元，企業より，トコフェロールとステロールのＧＣによる同時分析を検討したいとのことで，前項で調製したけん化抽出物をガスクロにより分析した。

注入量： μ 。カラム流速：？。温度：

℃。注入口温度： 280 ℃。検出器温度： 280 ℃。

スカム中に含まれる脂肪酸についてメチルエステル化後，により分析した。

スカム約 , 25mg をスクリューキャップ式試験管に精秤し， 0.5M NaOH ｰメタノール 1.5ml 添加，窒素で置換後， 100 ℃，７分加熱した。冷却後，三−フッ化ホ

ウ素−メタノール添加， ℃ ，分加熱した。

注入量： 1 μ 。カラム流速： l 30cm/sec （ at50 ℃ 。）

，，，

㈱ワイエムシー社製のエステル型短鎖・長鎖脂肪酸分析キット S-FA-CR-01 を用い処理後， HPLC により分析した。

75/11/14 V/V/V/ 1.2ml ル／メタノール／水（，），流量：

，，，，，

／ min 温度： 35 ℃ 検出器： UV 230nm ？ AUFS 注入量： 10 μ 。スタンダードはパルミチン酸，ステ l アリン酸，オレイン酸，リノール酸，リノレイン酸約を精秤しヘキサンに溶解し μ をとり

ヘキサンを溜去し，サンプルと同様にキットで処理した。

結果を表−１に示す。食品一般成分の分析方法では水分と脂質（エーテル可溶分）でほぼ 100% であった。

表−１スカムの食品成分

水分脂質灰分

。，

できなかった大豆及び菜種スカム中のステロールは β−シトステロール＞（カンペステロール＋スティグマステロール＞コレステロールの順に多く総量）， 20%

前後( w/w )が含まれていると考えられた。今回，ブラシカステロール標準品の分析を行っていないがピーク面積値からすると多く含まれていると推察された。

トコフェロール及びステロールのＧＣ分析のリテンションタイムについて表−２に示す。β− Toc とγ−

による遊離脂肪酸の（保持時間）の結果を

簡単であったが，標準物質との比較により定性が可能で，対象をリノレン酸，リノール酸，パルミチン酸，

オレイン酸，ステアリン酸の 5 標準物質に限りおこな GC-MS ったので全部の脂肪酸組成について行うには，が一般的と考えられた。

表−２ GC 分析の保持時間と各成分保持物質名保持物質名

時間時間

表−３各脂肪酸の保持時間

スカム中のトコフェロール，ステロール，脂肪酸組成について GC ， GC-MS ， HPLC を用い分析法を検討した結果，次のようにまとめられた。

)スカムは食品分析法ではが脂質で，水分をあ

)大豆及び菜種スカム中のトコフェロールは， γ − 2