超臨界 CO2 と天然深共晶溶媒を組み合わせた、ラベンダー ステチャスの香りの回復と安定化のための新しい環境に優しいアプローチ

Scientific Reports volume 13、記事番号: 12443 (2023) この記事を引用

この研究では、代替溶媒、すなわち超臨界二酸化炭素 (scCO2) と深共晶溶媒 (DES) を使用して、感覚的な芳香特性を持つ Lavandula stoechas L. 揮発性有機化合物を取得および安定化する環境に優しいアプローチを研究しました。 CO2 抽出物をさまざまな DES 混合物 (ベタイン:エチレングリコール (1:3)、ベタイン: グリセロール (1:2)、およびグリセロール: グルコース (4:1)) に分散させ、それらの安定性を 6 か月間保管したときにモニタリングしました。ヘッドスペース (HS) プロファイルを監視することで室温を監視します。 CO2 抽出物を対照として使用しました。 抽出物中には酸素化モノテルペン (67.33 ～ 77.50%) が主に存在することが当初確認されました。 保存中に、テルペン炭化水素の減少など、サンプルの HS に重大な変化が発生しました。これは、酸化テルペンの存在にも影響を及ぼし、場合によっては増加しました。 さらに、安定性の低下を示す可能性がある対照において、新しい成分の最も多くの形成が記録された。 DES-CO2 は CO2 対照よりも安定であり、その中でもベタイン:エチレングリコールは L. stoechas HS 成分の安定性を維持するのに最も適切なシステムとして際立っていました。 サンプル間の類似性と非類似性を視覚的に推定するために、階層クラスター分析、主成分分析、ランキング差の合計などの化学分析パターン認識アプローチが適用されました。

さまざまな揮発性有機化合物 (VOC) は、感覚的な芳香特性を特徴としており、さまざまな臭気を示し、着臭剤、フレグランス、またはフレーバーとしても知られています。 これらの VOC は、食品、飲料、化学、化粧品、香水、製薬業界で使用されており 1、2、3 、芳香化合物の市場需要は絶えず成長しています。 Grand View Research4 によると、世界レベルのフレーバーおよびフレグランス市場の規模は、2021 年に 233 億 5,000 万米ドルと推定され、2022 年から 2030 年までの期間に年平均成長率 4.3% で増加すると予想されています。業界には、市場での競争力を維持するために、合成香料を天然香料に置き換えるという多大な必要性と願望がありますが、これは天然物に対する消費者の需要と規制によって条件付けられています。 さらに、製品の官能体験がその受け入れと使用を決定する重要な要素の 1 つであることを考慮すると、芳香化合物は経済において重要な役割を果たしています5。 製品の感覚特性を調整するために使用されることとは別に、芳香揮発性化合物は追加の薬学的に関連した活性を持っています。 したがって、これらは生物学的に活性な重要な化合物を表します。

さらに、天然由来の揮発性成分に対する需要の高まりにより、それらを達成するための、より効率的、安価、シンプルで環境に優しいソリューションを確立すること、および天然芳香揮発性化合物の新しい再生可能な供給源を特定することを目的とした研究の必要性が生じています。

水素蒸留や水蒸気蒸留、浸軟、溶媒抽出、アンフルラージュなど、天然のフレーバーやフレグランスを得る従来の方法は、精製の必要性、材料の非効率な利用、成分の劣化、時間のかかるプロセスなど、多くの欠点を伴うプロセスです3。 これらの欠点を克服するために、超臨界二酸化炭素 (CO2) 抽出が開発され、従来の方法よりも優れていることが実証されました 6。 超臨界 CO2 抽出は、産業上の導入と市場での競争力維持のためのいくつかの有益な側面と重要な前提条件を統合します。(i) 環境 - 天然原料のより効率的な利用が達成され、環境に安全な溶媒が使用されます。 (ii) 健康 - 有毒な有機溶剤が存在しないクリーンな製品が得られます。 (iii) 利益 - プロセスを最適化することにより、プロセス費用を最小限に抑えながら効率的な利用と最大の収率が達成されます。 目的に応じてプロセス条件を操作および変更することができ、分別を行うことで植物材料の利用率を高めることができます7、8。 さらに、超臨界 CO2 抽出により、水蒸気蒸留などでよく起こる分解の可能性が低くなります9。 したがって、CO2抽出物の匂いは、抽出されるハーブ素材の匂いにより似ています。 さらに、エッセンシャルオイルと比較して CO2 抽出物の安定性と長い保存期間は、匂いの形成には関与しないものの、匂いの抑制に関与する可能性がある高分子量の脂質成分が共抽出された結果である可能性があります。および/または芳香族VOCの蒸発の防止3。