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CO2 抽出物

CO2 extract

CO2抽出物は二酸化炭素を溶剤とする。臨界点(約31 °C、74 bar)を超えて圧縮・加温されたCO2は、通常の意味での気体でも液体でもなくなる。気体のように植物組織に入り込み、液体のように芳香化合物を溶かす。圧力を下げるとCO2は気体に戻って抜けていく。分離器に残るのが抽出物である。

この方法は水蒸気蒸留のような沸騰水を必要とせず、ヘキサンのような有機溶剤も残さない。本ページでは、抽出物の製法、selectとtotalと呼ばれる2つのグレード、亜臨界抽出、ラベルの読み方、そして精油、オレオレジン、アブソリュートと比べたCO2抽出物の位置づけを扱う。

ISO 9235:2021(項目3.28)はこの形態を超臨界流体抽出物と呼ぶ:臨界点より上に保った流体で天然原料を処理し、流体を膨張させて産物を回収した抽出物である。規格は例として、コーヒーCO2抽出物とピンクペッパーCO2抽出物を挙げている。


概要
方法超臨界または亜臨界CO2、減圧により産物を回収
溶剤CO2、ときに共溶媒としてエタノール
CO2の臨界点31.0 °C · 73.8 bar
操作温度揮発性画分では約35–55 °C
圧力約90–200 bar(select) · 約250–350 bar(total)
物理的形態select:流動性の液体 · total:濃厚〜ワックス状
ISO 9235の用語Supercritical fluid extract(超臨界流体抽出物、3.28)

01製法

原料を乾燥・粉砕し、圧力容器に詰める。CO2を送り込み、臨界点を超えるまで圧縮・加温する。この状態では密度が液体に近いため芳香油を溶かし、粘度が低く拡散性が高いため原料に浸透する。

芳香成分を含んだCO2は1つ以上の分離器を流れる。そこで圧力が下がり、CO2は溶解力を失い、抽出物が分離して沈む。CO2は再圧縮され、回路の始点に戻される。異なる圧力に保った複数の分離器を使えば、最初の容器で植物ワックスを落とし、次の容器で芳香画分を集めることができる。

CO2の溶解力は密度とともに高まる。したがって抽出物の組成は、圧力と温度の設定によって選ばれる。

ドイツの生産者Flavexは、火山由来のCO2を使用し、最大500 barの圧力で操業していると述べている。

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02selectとtotal

CO2抽出物のラベルには通常、select(またはselective)とtotalのどちらかの語が記される。これらは使用した圧力と抽出される化合物の範囲を表す語であり、品質の等級ではない。

select抽出物はより低い圧力で作られる。Capuzzoらのレビュー(2013年)によれば、揮発性画分は通常、約90〜200 bar、35〜55 °Cで抽出される。産物は流動性の液体で、組成は同じ種の精油に近く、蒸気では運ばれにくい重い分子を余分に含むことが多い。

total抽出物はより高い圧力、約250〜350 barで作られる。この密度ではCO2はワックス、脂肪、カロテノイドなどの色素も溶かす。産物は濃厚であったり冷えると固まったりすることが多く、色が濃く、精油よりも原料そのものに近い香りをもつ。Flavexは、select抽出物を水蒸気蒸留物に、total抽出物をヘキサン抽出物になぞらえている。

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03亜臨界CO2

CO2を臨界点より下で液体のまま保つ場合(通常はより低温・低圧)、その工程を亜臨界抽出と呼ぶ。液体CO2は溶剤としては弱いため、主に軽い化合物を取り出し、ワックスは少ない。

ホップはよく研究された例である。ある比較研究では、亜臨界CO2はモノテルペンとα酸を優先的に抽出し、超臨界条件では揮発性の低い化合物がより多く抽出された。ラベル上のsubcritical(亜臨界)という語は供給者独自のもので、それが示す圧力について共通の取り決めはない。

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04含まれるもの、含まれないもの

CO2は無極性分子である。テルペン、エステル、アルデヒド、軽い芳香族化合物はよく溶かすが、糖、塩、タンパク質、そして極性の強い化合物の大半はほとんど溶かさない。したがってCO2抽出物には、植物の水溶性画分はまったく含まれない。

同じ原料の精油と比べ、CO2抽出物には熱や加水分解による副生成物が少ない。ジンジャーでは、CO2抽出物は蒸気とともに移動しない辛味成分ジンゲロールを保持する。ブラックペッパーでは、total抽出物はピペリンを含むが、蒸留油はほぼテルペンである。

圧力を下げると室温でCO2はすべて抜けるため、ヘキサン抽出物にありうるような意味での有機溶剤残留はない。だからといって抽出物が無害になるわけではない。IFRA上限や化粧品規則は、同じ種の精油と同様に組成に基づいて適用され、total抽出物は精油より感作性化合物に富むことがある。

カルノシン酸に富むローズマリー抽出物は、超臨界CO2またはアセトンやエタノールで作られ、EUでは食品用酸化防止剤E 392として認可されている(規則(EU)231/2012)。

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05ラベルの読み方

完全なラベルには、学名、植物の部位、selectまたはtotalの語、キャリアの有無が記される。total抽出物の多くは濃厚なため、生産者が植物油であらかじめ希釈している。たとえばFlavexは、ひまわり油で規格化したtotalホップ抽出物を販売している。キャリアを含む場合、芳香化合物の割合は原液の抽出物より低い。

total抽出物は低温で固まることがあり、計量前に穏やかな加温が必要になる。アルコール中でワックス状の沈殿を残すものもある。アルコールに完全に溶ける産物を得るには、生産者は抽出物をエタノールで洗い、冷却・ろ過し、エタノールを除去する。ISO 9235はこの産物をアブソリュートと呼び、アブソリュートは超臨界流体抽出物から作れると明記している。

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06精油、オレオレジン、アブソリュートとの比較

精油に含まれるのは、蒸気とともに移動するもの、または柑橘果皮から圧搾されるものだけである。select CO2抽出物は精油に近いが、やや範囲が広い。total CO2抽出物は、溶剤で作るスパイスのオレオレジンに近く、どちらも味の成分と色素を含む。コンクリートやレジノイドも溶剤抽出物であるが、その溶剤はヘキサン、エタノールなどの液体で、後から留去しなければならない。

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07ライブラリ内の例

ジンジャー
ブラックペッパー
ピンクペッパー
カルダモン
バニラ
ローズマリー
フランキンセンス
ターメリック
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08関連する形態

精油
アブソリュート
コンクリート
レジノイド
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09出典

  1. ISO 9235:2021 Aromatic natural raw materials · Vocabulary(項目3.1、3.28) · iso.org/standard/78908.html
  2. ISO 9235:2021 プレビュー(iTeh)、用語3.1〜3.31 · cdn.standards.iteh.ai/samples/78908/be6692eb830e47dfb845c358c10d0cbb/ISO-9235-20
  3. NIST Chemistry WebBook、二酸化炭素の相変化データ(Tc、Pc) · webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C124389&Mask=4
  4. Capuzzo A., Maffei M.E., Occhipinti A.(2013年)Supercritical fluid extraction of plant flavors and fragrances. Molecules 18: 7194. doi:10.3390/molecules18067194 · doi.org/10.3390/molecules18067194
  5. Reverchon E.(1997年)Supercritical fluid extraction and fractionation of essential oils and related products. J. Supercritical Fluids 10: 1–37. doi:10.1016/S0896-8446(97)00014-4 · doi.org/10.1016/S0896-8446(97)00014-4
  6. Flavex Naturextrakte、CO2抽出(工程の説明、selectiveとtotalの違い) · flavex.com/en/co2-extraction/
  7. Flavex、ホップCO2-to抽出物(ひまわり油で規格化) · flavex.com/en/produkt/081_013/
  8. 亜臨界・超臨界CO2を用いたホップからの苦味酸と揮発性化合物の選択的抽出(PubMed 40628076) · pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40628076/
  9. 欧州委員会規則(EU)No 231/2012、食品添加物の規格(E 392 ローズマリー抽出物) · eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX:32012R0231

09/2026更新。数値は各出典に記載の年に従う。

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