特許 7499274 温度およびｐＨの調整を使用した水性分散液からの植物クチクラワックスの抽出および精製

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-05

(45)【発行日】2024-06-13

(54)【発明の名称】温度およびｐＨの調整を使用した水性分散液からの植物クチクラワックスの抽出および精製

(51)【国際特許分類】

   C11B 11/00 20060101AFI20240606BHJP

   A61K 8/92 20060101ALI20240606BHJP

   A61K 47/44 20170101ALI20240606BHJP

【ＦＩ】

C11B11/00

A61K8/92

A61K47/44

【請求項の数】 19

(21)【出願番号】P 2021564544

(86)(22)【出願日】2020-04-30

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-07-15

(86)【国際出願番号】 EP2020062074

(87)【国際公開番号】W WO2020221877

(87)【国際公開日】2020-11-05

【審査請求日】2023-04-19

(31)【優先権主張番号】19171899.8

(32)【優先日】2019-04-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】521473446

【氏名又は名称】イエナ トレーディング エーピーエス

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】ヴィンター，パー

(72)【発明者】

【氏名】ローサー，ジョン マーク

【審査官】福山 駿

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１８－５２９６２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０２７８１３３６（ＵＳ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／０２８２９９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ１１Ｂ １／００－１５／００

Ａ６１Ｋ ８／９２

Ａ６１Ｋ ４７／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

植物材料からクチクラワックスを抽出および精製する方法であって、
ａ．クチクラワックスを含む植物材料を提供するステップと、
ｂ．前記植物材料を乾式機械的な処理に供し、前記乾式機械的な処理に供された材料またはその画分を、プロテアーゼおよび／またはペクチナーゼ酵素を含む水溶液に懸濁することにより、ステップ（ａ）において提供される前記植物材料からクチクラワックスを解離させ、それにより、水性懸濁液中に植物由来のクチクラワックスおよび脱ろうされた植物材料を含むサンプルを取得するステップと、
ｃ．ステップ（ｂ）において取得された前記サンプルの温度を、前記植物由来のクチクラワックスの融点よりも高い温度に上昇させることにより、前記植物由来のクチクラワックスを可溶化するステップと、
ｄ．ステップ（ｃ）において取得された前記サンプルを固体画分および液体画分に分離するステップであって、前記液体画分が、溶融した植物由来のクチクラワックスを含む、分離するステップと、
ｅ．ステップ（ｄ）からの前記液体画分のｐＨおよび温度を、それぞれｐＨ５．５以下および５０℃以下に調整するステップと、
ｆ．ステップ（ｅ）において取得された前記液体画分をワックス状画分および水性画分に分離するステップと、
ｇ．ステップ（ｆ）からの前記ワックス状画分から植物由来のクチクラワックスを回収するステップと、を含む、方法。

【請求項2】

前記植物材料が、穀物わら、草、菜種わら、トウモロコシの茎、カルナウバワックス生成植物、カンデリラワックス生成植物、およびサボテンから選択される、請求項１に記載の植物材料からクチクラワックスを抽出および精製する方法。

【請求項3】

前記植物材料が、穀物わらである、請求項１に記載の植物材料からクチクラワックスを抽出および精製する方法。

【請求項4】

前記穀物わらが、小麦、ライ麦、大麦、オート麦、ソルガム、米、およびライコムギから選択される、請求項３に記載の植物材料からクチクラワックスを抽出および精製する方法。

【請求項5】

ステップ（ｅ）において、前記液体画分のｐＨ調整が、温度調整の前に行われる、請求項１～４のいずれか一項に記載の植物材料からクチクラワックスを抽出および精製する方法。

【請求項6】

ステップ（ｅ）において、前記液体画分の温度調整が、ｐＨ調整の前に行われる、請求項１～４のいずれか一項に記載の植物材料からクチクラワックスを抽出および精製する方法。

【請求項7】

ステップ（ｅ）における前記液体画分の前記ｐＨが、ｐＨ４．５以下に調整される、請求項１～６のいずれか一項に記載の植物材料からクチクラワックスを抽出および精製する方法。

【請求項8】

ステップ（ｅ）における前記液体画分の前記温度が、３０～４０℃に調整される、請求項１～７のいずれか一項に記載の植物材料からクチクラワックスを抽出および精製する方法。

【請求項9】

前記乾式機械的処理が、切断、チョッピング、および／または破砕を含む、請求項１～８のいずれか一項に記載の植物材料からクチクラワックスを抽出および精製する方法。

【請求項10】

前記植物由来のクチクラワックスが、ワックス用の任意の溶媒を使用する溶媒抽出によって、ステップ（ｇ）において回収される、請求項１～９のいずれか一項に記載の植物材料からクチクラワックスを抽出および精製する方法。

【請求項11】

ステップ（ｇ）における前記クチクラワックスの前記回収が、
Ｉ．ステップ（ｆ）からの前記ワックス状画分を高温のアルコールと混合して、前記クチクラワックスを溶解するステップと、
ＩＩ．ステップ（Ｉ）からの前記高温の懸濁液を、固体画分および液体画分に分離するステップと、
ＩＩＩ．ステップ（ＩＩ）からの前記液体画分を、前記クチクラワックスの沈殿をもたらす温度に冷却するステップと、を含み、
前記高温のアルコールの前記温度が、４０℃を上回り、前記アルコールが、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ｔｅｒｔ－ブタノール、またはこれらの組み合わせから選択されるようなＣ１～Ｃ４アルコールである、請求項１～１０のいずれか一項に記載の植物材料からクチクラワックスを抽出および精製する方法。

【請求項12】

ｈ．ステップ（ｇ）において回収された前記クチクラワックスを漂白するステップをさらに含む、請求項１～１１のいずれか一項に記載の植物材料からクチクラワックスを抽出および精製する方法。

【請求項13】

ステップ（ｈ）における漂白することが、前記クチクラワックスを、酸化剤、塩素、次亜塩素酸塩、クロラミン、塩素ガス、二酸化塩素、過炭酸ナトリウム、過ホウ酸ナトリウム、分子状酸素、オゾン、ペルオキソ酢酸、ベンゾイルペルオキシド、および臭素酸塩からなる群から選択される、漂白剤に曝露させることによって達成される、請求項１２に記載の植物材料からクチクラワックスを抽出および精製する方法。

【請求項14】

ｉ．ステップ（ｇ）において回収された前記植物由来のクチクラワックスを、グループ化粧品、医療添加物、パーソナルケア製品、食品成分、食品コーティング、げっ歯類餌、表面コーティング、肥料コーティング、潤滑剤、成形、研磨、皮革なめし、繊維防水、技術的防湿、衣服、接着剤、インク、塗料、クレヨン、鉛筆、バーベキュー着火剤、マッチ、キャンドルライトから選択される、有価製品に配合するステップをさらに含む、請求項１～１１のいずれか一項に記載の植物材料からクチクラワックスを抽出および精製する方法。

【請求項15】

ｊ．ステップ（ｈ）において取得された前記漂白された植物由来のクチクラワックスを、グループ化粧品、医療添加物、パーソナルケア製品、食品成分、食品コーティング、げっ歯類餌、表面コーティング、肥料コーティング、潤滑剤、成形、研磨、皮革なめし、繊維防水、技術的防湿、衣服、接着剤、インク、塗料、クレヨン、鉛筆、バーベキュー着火剤、マッチ、キャンドルライトから選択される、有価製品に配合するステップをさらに含む、請求項１２又は１３に記載の植物材料からクチクラワックスを抽出および精製する方法。

【請求項16】

請求項１～１５に記載の方法によって取得可能な植物ワックス製品であって、１％未満の溶媒を含む、植物ワックス製品。

【請求項17】

前記植物ワックスが、穀物わらワックスであり、融点（滴点）が、６４～６８℃である、請求項１６に記載の植物ワックス製品。

【請求項18】

前記植物ワックス製品が、Ｇａｒｄｎｅｒ色スケール値が１２未満である淡黄色を有する、請求項１７に記載の植物ワックス製品。

【請求項19】

化粧品における使用のための、請求項１６～１８のいずれか一項に記載の植物ワックス製品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、植物材料からクチクラワックスを抽出および精製する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

植物ワックスは典型的に、２つの異なるプロセスから提供され、第１は、植物油生産の副産物としてであり、この群には、大豆ワックス、菜種ワックス、綿実ステアリン、ライスワックス、ヤシワックスなどのワックスが属し、第２のプロセスは、カンデリラ（Ｃａｎｄｅｌｌｉｌａ）ワックス、カルナウバ（Ｃａｒｎａｕｂａ）ワックス、およびオウリキュリー（Ｏｕｒｉｃｕｒｙ）ワックスなどの天然ワックスを多かれ少なかれ職人が生産するものである。ホホバ（Ｊｏｊｏｂａ）ワックスまたはビーバー（Ｃａｓｔｏｒ）ワックスなどのワックス製品も市販されている。他の商業的に関連するワックス供給源は、モンタンワックス、ミツろう、ラノリン、合成ワックス、およびパラフィンワックスであり、後者は、石油化学精製からの副産物として発生した、体積で群を抜いて最大である。

【0003】

植物油由来のワックスは、中／低融点を特徴とするため、ろうそくの生産によく使用され、したがって、例えば、カーワックス、ボートワックス、および化粧品など、耐熱性、および輝き／光沢も必要とする、より要求の厳しい用途にはあまり好適ではない。これらの特性は、「プレミアム」天然ワックスであるカルナウバまたはカンデリラワックスで補われたパラフィンワックスおよび合成ワックスによって満たされる。

【0004】

鉱物／化石ワックスは、世界のワックス生産のほぼ７５％を占め、合成ワックスはさらに２０％であり、合計９５％を占めている。残りのワックスは、世界の生産量の５％未満を構成しており、この希少性は、天然ワックスの使用拡大に対する主要な障壁となっている。

【0005】

化石を含まない原料および材料への関心が高まるにつれ、再生可能な供給源から生産されたワックスにも大きな需要がある。天然ワックスは上記のように不足しており、実際、そのようなワックスの入手可能性はパラフィンに取って代わるのに十分ではなく、カンデリラ（ユーフォルビア・アンティシフィリティカ）、カルナウバ（コペルニキア・プルニフェラ）、およびオウリキュリー（シャグラスコロナータ（Ｓｙａｇｒｕｓ ｃｏｒｏｎａｔａ））ワックスを供給する植物の栽培を増加させる試みはこれまで成功しておらず、カンデリラ低木などの供給源の乱獲は、需要のある天然ワックスのさらなる不足に繋がっている。

【0006】

供給が限られている場合、化粧品、塗料、ポリッシュなどの大量の用途での供給の安定性が問題になる。この問題を克服するには、天然ワックスが豊富であり、例えば融点、硬度、および／または色によって定義されるサンプルの許容可能な品質を提供する必要がある。

【0007】

樹皮などのリグノセルロース植物材料からのワックスの抽出は以前に記載されており（ＵＳ２７８１３３６）、樹皮は塩基の水溶液を使用して（室温または加熱されて）処理される。次に、固形物（すなわち、セルロース残留物）が母液から分離され、母液が酸を使用して中和され、それによって沈殿物が形成される。最後に、ベンゼンを使用してこの沈殿物からワックスが抽出される。そのため、この方法では、バイオマスの非常に過酷な基本処理を使用し、これは、選択した下流の用途向けの一部の種類のバイオマスおよびワックスには適用可能ではない場合がある。例えば、アルカリと熱との組み合わせにより、麦わらワックスのエステル成分が親脂肪酸とアルコールとに分かれ、化粧品などの下流用途に不利なワックス組成が生成する可能性がある。

【0008】

ワックスは、穀物、草などを含む多くの植物から抽出することができることが以前に示されている（ＷＯ２０１５／１８５６８５）。一例として、麦わらのワックス含有量は１～３％である。世界の小麦の年間生産量は７億トンを超え、推定３～４億トンのわらをもたらす。したがって、麦わらワックスの世界的な潜在的供給量は、３００万～９００万トンになる可能性があり、これは、現在の天然ワックスの供給量をはるかに上回っている。それを他の一般的な農作物に拡大すると、収穫廃棄生成物を利用し、さらに大量の天然ワックスを生産ラインに導入したい業界の需給を満たすための大きな可能性がある。農業基盤は豊富な量のワックスを提供するためにあるが、植物バイオマスのワックス含有量が非常に低く、その後の抽出プロセスで希釈されるため、溶媒抽出方式による解決なしに、従来の手法で妥当な収率でワックスを回収することは非常に困難である。

【0009】

本発明は、穀物わらなど、社会一般の農業などの植物材料からワックスを精製する方法に関する。

【0010】

機械的、熱的、および酵素的方法の組み合わせによって植物材料を脱ろうする前述の方法は、共通して、脱ろうプロセス中に水性液体が酵素と一緒に添加されることを有する。したがって、放出されたワックスは、希釈、溶解、懸濁、または他の方法でより大きな体積で、したがってより低い濃度で存在する。例えば、２０％乾物（ＤＭ）のわらスラリーを使用すると、わら中の１％ワックスは、水性スラリー中の０．２％ワックスになる。

【0011】

ミツろう、カルナウバワックス、カンデリラワックスなどの天然ワックスの現在の主な精製ツールは、工業用フィルタプレスを使用した溶融ワックス（通常は１００℃未満に維持）の濾過である。一例として、カルナウバワックスでは、通常、濾過、遠心分離、漂白が行われ、粗ワックスを水中で煮沸した後、濾過して水からワックスを分離する。次に、これから単離されたワックスを溶融し、再び濾過する。別の例として、カンデリラワックスを使用すると、ワックスが溶融してから、「Ｆｕｌｌｅｒｓ Ｅａｒｔｈ」（「漂白アース」）もしくは活性炭などの好適なマトリックスで濾過され、および／またはそれは、過酸化水素を使用して任意選択的にさらに漂白することができる。さらに別の例として、ミツろうを使用すると、単純な溶融および濾過が行われる。

【0012】

抽出されたワックスの用途によっては、例えば、化粧品において、ワックスの色の関連性が高くなる場合がある。ワックスの色を比較するために、Ｇａｒｄｎｅｒ色法を採用することができる。Ｇａｒｄｎｅｒ色スケールは、１（白）～１８（暗褐色）の範囲である。表１に見られるように、穀物わらワックスは、伝統的に、精製された市販のワックスと比較してより暗く見える。

【表1】

【0013】

本発明は、天然ワックスを精製するための改良された方法、低濃度で生成物を単離することの困難をさらに克服し、天然ワックスに使用されている現在の精製ツールと比較して高純度のワックス製品を提供する穏やかな方法を提供する。

【発明の概要】

【0014】

本発明の第１の態様は、植物材料からクチクラワックスを抽出および精製するための方法に関し、当該方法は、
ａ．クチクラワックスを含む植物材料を提供するステップと、
ｂ．ステップ（ａ）において提供された当該植物材料からクチクラワックスを解離し、それにより、水性懸濁液中に植物由来のクチクラワックスおよび脱ろうされた植物材料を含むサンプルを取得するステップと、
ｃ．ステップ（ｂ）において取得された当該サンプルの温度を、当該植物由来のクチクラワックスの融点よりも高い温度に上昇させることにより、当該植物由来のクチクラワックスを可溶化するステップと、
ｄ．ステップ（ｃ）において取得された当該懸濁液を固体画分および液体画分に分離するステップであって、当該液体画分が、溶融した植物由来のクチクラワックスを含む、分離するステップと、
ｅ．ステップ（ｄ）からの液体画分のｐＨおよび温度をそれぞれｐＨ５以下および５０℃以下に調整するステップと、
ｆ．ステップ（ｅ）において取得された当該混合物をワックス状画分および水性画分に分離するステップと、
ｇ．ステップ（ｆ）からの当該ワックス状画分から植物由来のクチクラワックスを回収するステップと、を含む。

【0015】

本発明の第２の態様は、上記の方法によって取得可能な精製された植物由来のワックス製品に関し、当該植物ワックス製品が、エタノールなどの１％未満の溶媒を含む。

【0016】

本発明の第３の態様は、化粧品で使用するために上記の方法によって取得可能な植物ワックス組成物に関する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施例１で説明したプロセスなど、本発明の様々なプロセスステップの概要を示すフローチャートである。

【図2】デンマークからのクロロホルム抽出麦わらのＧＣクロマトグラムであり、７．５分前のピークは脂肪酸（主にＣ１６とＣ１８）であり、９．５～１２．５分のピークは、主にアルカン、アルデヒド、脂肪アルコールであり、１４～１７．５分からのピークは主にステロールとベータジケトンであり、一方、１８分後のピークは、ワックス状エステルである。

【図3】実施例１．２で調製した清澄化遠心分離機最下層「ペースト」のクロロホルム抽出物のＧＣクロマトグラムである。

【図4】実施例１．２で調製した清澄化遠心分離機最上相のクロロホルム抽出物のＧＣクロマトグラムである。

【図5】実施例１．２の最終ワックス製品（エタノール抽出および清浄化後）のＧＣクロマトグラムである。

【図6】実施例１．２のエタノール洗浄液（ワックスの清浄化に使用される）のＧＣクロマトグラムである。

【図7】様々なｐＨ調整の効果について試験されたサンプルチューブの写真である。ｐＨ６．２、５．８、５．２、５．０、４．８、４．６、４．４、４．２、４．０、３．８、３．６、および３．４（左から右へ）、実施例３．１で説明されているように遠心分離した後。

【発明を実施するための形態】

【0018】

定義
「脱ろうされた植物材料」とは、すべての植物ワックスの５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０％超、またはさらに９５％超が除去されているような、植物材料からクチクラワックスを除去／解離する方法で処理された植物材料を意味し、ワックス含有量は、本出願のセクションＩＩに提供される方法によって判定される。

【0019】

「植物またはリグノセルロース材料」または「植物またはリグノセルロースバイオマス」は、多くの種からの植物部分の幅広く多様な群を意味する。植物およびリグノセルロース材料という用語は、同じ意味で使用される。本発明において出発物質として使用され得る植物材料は、ワックス状の防水保護層でコーティングされた外層または表皮で覆われている（それらの少なくとも１つ）茎および葉を含む多細胞の巨視的植物に由来し、これは、ストーマと呼ばれる、ガスと水の交換を調節する特殊な細孔によって孔が開けられている。

【0020】

「穀物わら」とは、穀物粒の収穫後に残っている穀物植物の茎と葉を意味する。

【0021】

「ワックス」または「ワックス成分」とは、植物材料の表面にコーティングされたすべての様々な形態のワックスを意味する。植物の表面のワックス（クチクラ外ワックス）ならびに植物の表面直下のワックス（クチクラ内ワックス）を含む、植物の領域部分を覆うキューティクルのワックス状成分（クチクラワックス）をまとめて説明するために使用される。ワックスは、様々な比率の脂肪酸、第一級および第二級アルコール、エステル、アルデヒド、遊離脂肪酸、アルカン、およびケトンを含む、線状の超長鎖（ＶＬＣ）化合物を含む。さらに、五環性トリテルペノイド、アルキルレゾルシノール、ステロール、ステリルエステルなどの環状化合物が多くの種のワックスに存在している。巨視的または微視的（単細胞）植物の植物細胞壁を構成する脂質は、現在の状況では「ワックス」とは見なされないが、機械的および／または酵素的処理中に遊離した場合、最終ワックス製品に少量存在する可能性がある。

【0022】

発明
本発明は、植物材料からクチクラワックスを精製することに関する。

【0023】

Ｉ．ワックスの精製方法
図１は、本発明の例示的な例を提供し、所望の製品に到達するための異なるプロセスステップを概説している。すべてのプロセスステップは、図示のように行うことができ、一部のステップは省略することができ、一部のステップは、組み合わせることができ、追加のステップを追加することができる。詳細な説明は、次のセクションに記載されている。

【0024】

一態様では、本発明は、植物材料からクチクラワックスを精製して、さらなる下流処理のために所望の特性を有する改善されたワックス製品を生成する方法に関する。好ましい実施形態では、本発明は、ワックスを精製する方法を提供し、
（ａ）クチクラワックスを含む植物材料を提供するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）において提供された当該植物材料から当該クチクラワックスを解離し、それにより、水性懸濁液中に植物由来のクチクラワックスおよび脱ろうされた植物材料を含むサンプルを取得するステップと、
（ｃ）ステップ（ｂ）において取得された当該サンプルの温度を、当該植物由来のクチクラワックスの融点よりも高い温度に上昇させることにより、当該植物由来のクチクラワックスを可溶化するステップと、
（ｄ）ステップ（ｃ）において取得されたサンプルを固体画分および液体画分に分離するステップであって、当該液体画分が、溶融した植物由来のクチクラワックスを含む、分離するステップと、
（ｅ）ステップ（ｄ）からの液体画分のｐＨおよび温度をそれぞれｐＨ５．５以下および５０℃以下に調整するステップと、
（ｆ）ステップ（ｅ）において取得された当該混合物をワックス状画分および水性画分に分離するステップと、
（ｇ）ステップ（ｆ）からの当該ワックス状画分から植物由来のクチクラワックスを回収するステップと、を含む。

【0025】

別の実施形態では、本発明は、ステップ（ａ）～（ｇ）において上記のような方法を提供し、
（ｈ）ステップ（ｇ）において回収された当該植物由来クチクラワックスを漂白するステップをさらに含む。

【0026】

なお別の実施形態では、本発明は、任意選択的にステップ（ｈ）を含む、ステップ（ａ）～（ｇ）において上記のような方法を提供し、
（ｉ）ステップ（ｇ）において回収された当該植物由来のワックスまたはステップ（ｈ）において取得された当該漂白されたワックスを有価製品に配合するステップをさらに含む。

【0027】

本発明の方法のステップ（ａ）によれば、クチクラワックスを含む植物材料が提供される。本発明の一実施形態では、植物材料は、穀物、サトウキビ、ヤシの木、高エネルギー草などの農作物に由来する。好ましい実施形態では、本発明の脱ろうされたリグノセルロース材料は、小麦、ライ麦、大麦、オート麦、ソルガム、米、ライコムギ、など、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される穀物に由来する。別の実施形態では、本発明の脱ろうされたリグノセルロース材料は、ススキなどの高エネルギー草に由来する。植物材料は、未処理の天然植物材料などの異なる形態で提供され取得するか、または例えば、ペレットの形態などで処理され得る。

【0028】

一実施形態では、長鎖脂肪酸の画分（最大１２～１３％）を含むワックスを有する植物が、本明細書で詳細に説明されるように、ワックスを単離し、ワックスに富む沈殿物に効率的に高濃縮し、さらなる精製の準備ができているという本発明の段階的処理に好ましい。これらの植物は、穀物わら、草、菜種わら、トウモロコシの茎、カルナウバワックス生成植物（例えば、コペルニキア・プルニフェラまたはコペルニキアセリフェラ）、カンデリラワックス生成植物（例えば、ユーフォルビア・アンティシフィリティカ、カンデリラ植物またはサボテン）を含む。さらにパイナップルの葉とバナナの葉。実際、最も知られているワックス産出葉は、本発明の方法のための植物材料の優れた供給源である。好ましい実施形態では、本発明の脱ろうされたリグノセルロース材料は、小麦、ライ麦、大麦、オート麦、ソルガム、米、ライコムギ、など、およびそれらの組み合わせからなる群から、最も好ましくは麦わらから選択される穀物わらに由来する。そのような穀物わらは、穀物粒の収穫後に残っている穀物植物の茎と葉である。

【0029】

本発明の方法のステップ（ｂ）によれば、ワックスは、ステップ（ａ）において提供された植物材料から解離され、それにより、水性懸濁液中に植物由来のクチクラワックスおよび脱ろうされた植物材料を含むサンプルを取得する。一実施形態では、植物材料は、ステップ（ｂ）において、植物由来のワックスおよび脱ろうされた植物材料を含むサンプルを提供する方法で処理されるなど、ワックスの５０％超が残りの植物材料と解離されるように処理されており、元の植物材料中のワックスの５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０％超、またはさらに９５％超が植物材料から解離されているが、サンプルにはまだ存在している。

【0030】

ワックスは、ステップ（ｂ）において、表面からワックスを機械的に剥がすことによって、あるいは熱水および湿式酸化前処理によってさえ、当技術分野で知られている任意の方法によって植物材料から解離することができる。

【0031】

一実施形態では、ワックスは、機械的方法によって植物材料から解離される。別の実施形態では、ワックスは、植物材料中のクチクラワックスに関連するタンパク質を分解するのに好適な酵素を使用する酵素的処理によって植物材料から解離される。好ましい実施形態では、ワックスは、機械的処理と酵素的処理の組み合わせを使用する方法によって植物材料から解離され、酵素的処理は、植物材料中のワックスに関連するタンパク質を分解するのに好適な酵素によって促進される。植物材料を脱ろうする同様の方法は、ＷＯ２０１５／１８５６８５に記載されている。

【0032】

一実施形態では、植物材料は、乾式機械的処理に供される。したがって、本発明の一実施形態では、乾式機械的処理は、切断、チョッピング、および／または破砕を含み、機械的処理は、細断、ハンマーミル、ディスクミル研磨、およびそれらの組み合わせからなる群から選択されるようである。いくつかの実施形態では、植物材料は、乾式機械的処理の前に乾燥させる必要がある場合がある。乾式機械的処理の一部として、植物材料は、植物材料を変形させるための好適なミルでのその後の処理に好適な長さに切断され得る。一次チョッピングは、長さが約５～２０ｃｍ、５～１５ｃｍ、または長さが５～１０ｃｍの切断部をもたらし得る。ミルはさらに、植物材料を長さ５ｃｍ未満、３ｃｍ未満、２ｃｍ未満、または１ｃｍ未満の断片に細かく刻む。プロセス機器は、機械的に処理された植物材料の下流での使用に応じて、植物材料のサイズを最適化するように調整することができる。

【0033】

乾式機械的処理は、好ましくは乾燥後に、植物材料の外表面を変形させるのに役立ち得、その結果、ワックスコーティングがひび割れて放出され、部分的に脱ろうされた植物材料が取得され、植物材料の表面が開いて、その後の湿式処理中に水の浸透を促進するのに役立つ。

【0034】

乾式機械的処理後に取得される材料は、任意選択的にサイズによって分画される。本発明の一実施形態では、分画は、２つの画分を取得するためにふるい分け処理によってなされ、第１の画分は、ふるいメッシュを通過し、第２の画分は、ふるいメッシュによって保持される。そのようなふるいのメッシュサイズは、例えば６～８ｍｍの範囲のような、４～１０ｍｍからの範囲など、２～１２ｍｍの範囲である。好ましい実施形態では、メッシュサイズは、８ｍｍである。ふるい分け処理は、同じまたは異なるメッシュサイズを有する１つ以上のふるいを含み得る。部分的に脱ろうされた植物材料の画分（ふるいによって保持される第２の画分）から、ひび割れて放出されたワックスに富む画分（ふるいを通過する第１の画分）を分離するために、ふるい分け処理を行うことができる。

【0035】

一実施形態では、乾式機械的に処理された材料または乾式機械的に処理された材料の選択された画分は、１つ以上のプロテアーゼおよび／またはペクチナーゼ酵素を含む水溶液に懸濁され、温度およびｐＨは、添加される酵素の活性を最適化するように調整されることが好ましい。

【0036】

プロテアーゼは、アミノ酸残基をつなぐペプチド結合を分割することにより、長いタンパク質鎖をより短い断片に消化することに関与している。一実施形態では、プロテアーゼは、タンパク質鎖から末端アミノ酸を切り離すプロテアーゼ（アミノペプチダーゼ、カルボキシペプチダーゼＡなどのエキソペプチダーゼ）の中から選択することができる。別の実施形態では、プロテアーゼは、タンパク質の内部ペプチド結合をアタックするペクチナーゼ（トリプシン、キモトリプシン、ペプシン、パパイン、エラスターゼなどのエンドペプチダーゼ）から、または、セリンプロテアーゼ、スレオニンプロテアーゼ、システインプロテアーゼ、アスパラギン酸プロテアーゼ、グルタミン酸プロテアーゼ、およびメタロプロテアーゼからなる群から選択することができる。さらに別の実施形態では、プロテアーゼは、Ａｌｃａｌａｓｅ（登録商標）（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ由来のプロテアーゼ）Ｎｅｕｔｒａｓｅ（登録商標）（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ由来のプロテアーゼ、どちらもデンマークのＮｏｖｏｚｙｍｅｓから入手可能）およびＰｒｏｍｏｄ（登録商標）（Ａｎａｎａｓ ｃｏｍｏｓｕｓのプロテアーゼ、英国のＢｉｏＣａｔａｌｙｓｔｓから入手可能）からなる群から選択されるような、市販のプロテアーゼから選択され得る。さらに別の実施形態では、２つ以上のプロテアーゼ酵素または市販のプロテアーゼ酵素製品の組み合わせを使用して、植物タンパク質を分解することができる。

【0037】

ペクチナーゼは、植物の細胞壁に見られる多糖類であるペクチンの分解に関与しており、例えば、セルロースフィブリルは、しばしば埋め込まれる。一実施形態では、ペクチナーゼは、（Ｉ）ペクチンのペクチン酸骨格を加水分解するペクチン加水分解酵素（エンドポリガラクツロナーゼ、ＥＣ３．２．１．１５、エキソポリガラクツロナーゼ、ＥＣ３．２．１．６７）、（ＩＩ）脱離反応を介してペクチン酸を分解するペクチンリアーゼ（エンドポリガラクツロナーゼリアーゼ、ＥＣ４．２．２．２、エキソポリガラクツロナーゼリアーゼ、ＥＣ４．２．２．９、エンドポリメチル－ｄ－ガラクトシデュロン酸リアーゼ、ＥＣ４．２．２．１０）、および（ＩＩＩ）メチルエステル結合を切断するペクチンエステラーゼ（ペクチンメチルエステラーゼ、ＥＣ３．１．１．１１）からなる群から選択され得る。ペクチナーゼは広く市販されており、ほとんどは上記の３種類の酵素すべてを組み込んだブレンドである。別の実施形態では、ペクチナーゼは、Ｐｅｃｔｉｎｅｘ（登録商標）（デンマークのＮｏｖｏｚｙｍｅｓから入手可能なＡｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ Ｎｉｇｅｒのペクチナーゼの混合物）およびＰｅｃｔｉｎａｓｅ ９４７ Ｌ（登録商標）（英国のＢｉｏＣａｔａｌｙｓｔｓから入手可能なペクチナーゼ混合物、Ｐｅｋｔｏｚｙｍｅ、デュポンが提供する一連のペクチン活性酵素ブレンド）からなる群から選択され得る。さらに別の実施形態では、２つ以上のペクチナーゼ酵素または市販のプロテアーゼ酵素製品の組み合わせを使用して、植物タンパク質を分解することができる。

【0038】

２つ以上のプロテアーゼおよび／またはペクチナーゼおよび／または市販のプロテアーゼ製品および／または市販のペクチナーゼ製品の組み合わせを、植物タンパク質および／またはペクチンを分解するために適用することができる。

【0039】

一実施形態では、１つ以上の酵素を混合物に添加して、例えば０．０５～１．６％ｗ／ｗの範囲のような、０．０３～１．８％ｗ／ｗの範囲など、例えば０．０９～１．２％ｗ／ｗの範囲のような、０．０７～１．４％ｗ／ｗの範囲など、０．０１～２％ｗ／ｗの範囲の酵素濃度を取得することができる。酵素濃度は酵素活性に依存するが、混合物中の酵素濃度は１～２％ｗ／ｗであることが好ましい場合がある。本発明の一実施形態では、酵素活性が、例えば３０００～９０００Ｕ／ｇの範囲のような２０００～１００００Ｕ／ｇの範囲など、例えば５０００～７０００Ｕ／ｇの範囲のような４０００～８０００Ｕ／ｇの範囲など、１０００～１２０００Ｕ／ｇの範囲にあることが好ましい場合がある。

【0040】

酵素処理から可能な限り利益を得るためには、温度、ｐＨ、塩濃度などの酵素活性の条件を、使用する酵素に関して最適化する必要がある。最適なｐＨ条件に到達するには、スラリー／混合物に酸または塩基を添加する必要があり得る。

【0041】

酵素処理中の最適温度は、使用する酵素に適するように選択される。熱安定性酵素を使用する場合、温度は２５、３０、３５、４０、４５、５０℃、またはさらにそれ以上であり得る。一実施形態では、酵素処理中の温度は、細胞壁成分の標的加水分解を行う際に使用される酵素の活性を最適化するために、３５～６５℃の範囲など、例えば、４０～６０℃の範囲、例えば４５～５５℃の範囲、好ましくは４５～６５℃の範囲、最も好ましくは５０～６０℃の範囲など、３０～７０℃の範囲で調整される。

【0042】

さらなる実施形態では、酵素処理中のｐＨは、細胞壁成分の標的加水分解を行う際に使用される酵素の活性を最適化するために、例えば、４．０～７．０の範囲のような４．０～６．０の範囲など、３．５～７．０の範囲であり、好ましくは４．５～６．０の範囲である。リン酸、塩酸、硫酸、リン酸緩衝液、酢酸緩衝液、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの酸および／または緩衝液を添加することにより、ｐＨを調整することができる。好ましい実施形態では、酸は、リン酸である。

【0043】

バイオマス成分の酵素への最適な曝露を取得するために、撹拌が好ましくは適用され、撹拌および／または圧縮空気またはガスバブリング撹拌および／または容器振盪からなる群から選択され得る。適用可能な撹拌機は、アンカー撹拌機、ブレード撹拌機、Ｋ撹拌機、パドル撹拌機、またはそれらの任意の組み合わせからなる群から選択することができる。

【0044】

好ましい実施形態では、撹拌下での加水分解は、例えば、０．５～３．０時間の範囲のような、０．５～４．０時間の範囲、例えば、１．０～２．０時間の範囲のような、１．０～２．５時間の範囲、好ましくは１．０～１．５時間の範囲など、０．５～５．０時間、好ましくは１．５時間行われる。

【0045】

乾式機械的および酵素的に処理された材料は、湿式機械的処理に供され得る。湿式機械的処理は、酵素的処理と同時、酵素的処理中に定期的／断続的、またはその後の機械的処理であり得る。本発明の一実施形態では、湿式機械的処理は、コニカルリファイナ、ディスクタイプリファイナ、大気リファイナ、加圧リファイナ、およびそれらの組み合わせからなる群、または歯付きコロイドミルなどの湿式ミルから選択される。このような湿式精製またはミルは、必要に応じて何度でも繰り返すことができ、通常は、１、２、３、または４回の繰り返しで十分である。代替的に、または付加的に、非常に強力な撹拌を適用することができる。

【0046】

本発明の好ましい実施形態では、植物由来のクチクラワックスおよび脱ろうされた植物材料を含むサンプルを取得するためのステップ（ｂ）における植物材料からのクチクラワックスの解離は、
（ｉ）植物材料を乾式機械的処理に供するステップと、
（ｉｉ）任意選択的に、ステップ（ｉ）において取得された材料をサイズで分画するステップと、
（ｉｉｉ）ステップ（ｉ）において取得された材料またはステップ（ｉｉ）において取得された選択された画分を、１つ以上のプロテアーゼおよび／またはペクチナーゼ酵素を含む水性液体に懸濁するステップと、
（ｉｖ）任意選択的に、ステップ（ｉｉｉ）において取得された混合物を湿式機械的処理に供するステップと、を含む方法によって実施される。

【0047】

本発明の方法のステップ（ｃ）によれば、ステップ（ｂ）において取得された水性サンプルの温度を上昇させて、植物由来のワックスを可溶化する。ワックスを溶融および液化するために温度を上昇させて、脱ろうされた植物材料および他の固体を、水、水溶性植物材料および溶融ワックスを含む液体部分から分離することができる。ワックスは、ワックスの組成および温度に応じて、完全にまたは部分的に液化することができる。

【0048】

表２は、多岐にわたるワックスの溶融温度を提供する。本発明の好ましい実施形態では、温度は、表２によって指定されるように、その起源に基づいて、当該植物由来のワックスの融点よりも高い温度に上昇する。

【表2】

【0049】

一実施形態では、ステップ（ｂ）において取得される懸濁液の温度は、例えば６７～８５℃の範囲のような６５～９０℃の範囲、７５～８５℃の範囲など、６０～９０℃に、好ましくは８０℃に増加される。一実施形態では、ステップ（ｂ）において取得されたサンプルの温度は、７０℃を上回り、好ましくは８０、９０または９５℃を上回って上昇する。

【0050】

温度は、水溶液の温度を上げる任意の標準的な手段によって上げることができる。好ましい実施形態では、ステップ（ｂ）において取得された水性サンプルの温度は、熱交換、温水注入、または蒸気注入、あるいはそれらの組み合わせによってさえ調整される。

【0051】

本発明の方法のステップ（ｄ）によれば、ステップ（ｃ）において取得された懸濁液は、溶融した植物由来のワックスを含む固体画分および液体画分に分離される。

【0052】

原則として、水性懸濁液から固体画分を分離するために適用することができる任意の既知の方法およびデバイスを適用することができる。一実施形態では、ステップ（ｄ）における分離は、デカンテーション、遠心分離、および濾過からなる群から選択される方法によって行われる。別の実施形態では、水性組成物からの固体脱ろうされた植物材料の除去は、遠心分離機、デカンタ、フィルタ、プレス、または押出機を含む群から選択される機械的デバイスを使用して実施される。

【0053】

一実施形態では、分離は、遠心分離デカンタを使用して行われ、溶融懸濁液およびエマルジョン液滴の形態の植物由来のワックスを含む溶解固形物を含む液体最上相、および残留不溶性脱ろう植物成分を含む繊維相を生成する。別の実施形態では、分離は、必要に応じて任意の分子サイズを使用して任意の形態のふるい分け／濾過によって行うことができ、濾過デバイスは、小さなメッシュフィルタ、加圧フィルタ、ベルトフィルタ、フィルタプレス、およびそれらの組み合わせから選択することができ、同様に、繊維状の脱ろうされた生成物および植物由来のワックスを含む液体をもたらす。

【0054】

一実施形態では、ステップ（ｄ）における分離中に維持される温度は、例えば７５～８５℃の範囲のような６５～９０℃の範囲、８０～８５℃の範囲など、６５～９５℃の範囲であり、好ましくは８０℃である。一実施形態では、ステップ（ｄ）における分離の間維持される温度は、７０℃を超えて、好ましくは８０、９０または９５℃を上回って上昇する。

【0055】

ステップ（ｄ）における分離後に取得された繊維状の脱ろうされた植物材料を含む固体画分は、乾物含有量が１３％を超え、好ましくは２３％を超え、さらにより好ましくは３３％を超え、最も好ましくは４０％を超える。乾物含有量を増加させるために熱乾燥または真空乾燥を使用することなどによって、この繊維状の脱ろうされた材料から追加の水を除去することができる。繊維状の脱ろうされた材料は、バイオ燃料として使用することができる。繊維状の脱ろうされた植物材料は、材料の取り扱いを容易にするために、ペレット化または他の方法で処理することができる。または、上記のような前の処理の結果として、それは部分的に水溶液に完全に懸濁され得る。

【0056】

植物由来のワックスを含む液体画分は、下記の以下のステップで説明するようにさらに精製される。

【0057】

本発明の方法のステップ（ｅ）によれば、ステップ（ｄ）からの液体画分のｐＨおよび温度は、それぞれ、ｐＨ５．５以下および５０℃以下に調整される。

【0058】

植物材料の脱ろうのための酵素を使用する上流処理ステップは、好ましくは、およそ５～５．５のｐＨで行われ得、一方、脱ろうされた植物材料からのワックスの分離は、好ましくは、６５℃を超える温度でなされ得る。予想外に、ｐＨおよび温度を下げると、液体に目に見える曇りとして微細な沈殿物の進展をもたらすことが分かった。驚くべきことに、液体中に存在するワックスの少なくとも９５％がこれらの沈殿した粒子内に結合することが分かった。理論に拘束されることを望まないが、ワックスエマルジョンは、遊離脂肪酸（特にＣ１４、Ｃ１６、Ｃ１８脂肪酸）がｐＨ＞５のプロセス条件で石鹸のように液体に分散することによって前の処理ステップの水相で安定化されたと考えられている。ｐＨを下げることにより、遊離脂肪酸が石鹸から再生され（すなわち、脂肪酸の塩）、エマルジョンが不安定になり、疎水性ワックスが水相の粒子に結合し、他で予想されていたように浮き上がるのではなく、沈殿をもたらす。したがって、ワックス状の成分は、液相に存在する植物の微粉、シリカ粒子、タンパク質、リグニンなどの粒子に付着する。この沈殿物は、ワックス状画分と呼ばれる。

【0059】

ワックス状混合物中のほとんどの脂肪酸成分は、４．７～５．３（弱酸）の範囲のｐＫａ値を有している、表３を参照。当業者は、そのような水系における各酸のｐＫａに等しいｐＨで、生成されるカルボン酸アニオンの濃度が遊離脂肪酸鎖の濃度に等しいことを認識するであろう。ｐＫａよりも低いｐＨ値では、遊離脂肪酸とカルボン酸アニオンの比率が増加し、ｐＫａよりも高いｐＨ値ではその逆になる。長鎖カルボン酸アニオンは、効果的な石鹸またはイオン性界面活性剤として機能し、水中の非極性成分のエマルジョンを安定化するのに役立つ。したがって、イオン化される割合が大きいほど、ワックス状成分の懸濁液／分散がより安定するようになる。

【表3】

【0060】

一実施形態では、ｐＨは、ステップ（ｅ）において、ワックス状混合物中に存在するＣ１２、Ｃ１４、Ｃ１６、および／またはＣ１８脂肪酸のｐＫａ値未満に調整され、好ましくは、脂肪酸のｐＫａ値より１ｐＨ単位未満に調整される。これは、上で考察されるように石鹸から遊離脂肪酸を再生するために好ましい。したがって、表３によると、関連する脂肪酸のｐＫａは中性ｐＨ未満であるため、上記のワックス沈殿物／曇りは中性ｐＨでは発生しない。

【0061】

したがって、沈殿を確実にするために、一実施形態では、ｐＨは、ステップ（ｅ）において、例えば５．４、５．３、５．２、５．１、５．０、４．９、４．８、４．７、または４．６未満など、５．５未満に、好ましくは４．５、４．４、４．３、４．２、４．１、４．０、３．９、３．８、３．７、３．６、３．５未満、またはそれ以下に下げられる。好ましい実施形態では、ｐＨは、ｐＨ３．６～４．２などの３．５～４．４の間に下げられ、最も好ましくは、ｐＨ３．８～４．０に下げられる。実用的な観点から、非常に腐食性の条件を使用することは、これが標準的な鋼製容器を時間の経過とともに劣化させるため望ましくない。

【0062】

液体のｐＨ調整は、オルトリン酸、硫酸、酢酸、または他の酸およびそれらの組み合わせからなる群から選択される酸を添加することによって行うことができる。

【0063】

水性分散液のｐＨは、脂肪酸のｐＫａ値未満に調整されるなど、ステップ（ｅ）において調整されるので、アニオン／カルボン酸塩の形である脂肪酸成分のほとんどは再プロトン化され、ワックス状混合物に存在する各脂肪酸のｐＨがｐＫａより１単位低くなると、９０％超が遊離酸の形になり、１０％未満がイオン化され、エマルジョンを安定化する全体的な能力が大幅に低下する。さらに、長鎖遊離脂肪酸の溶解度、例えば水中のパルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸は、より溶解性の高いカルボン酸アニオンとは対照的に、非常に低い。

【0064】

上記の沈殿物は、好ましくは、ワックスの融点より低い温度、例えば、６５℃未満の温度で形成される。一実施形態では、液相の温度は、ステップ（ｅ）において、６５℃未満、例えば、６０、５８、５６、５４、５２、５０、４８、４６、４４、４２、またはさらには４０℃以下に調整される。一実施形態では、ステップ（ｅ）中の温度は、例えば２０～６０℃の範囲のような、好ましくは１５～６５℃の範囲、例えば３０－４５℃の範囲のような、２０～５０℃の範囲など、１５～８０℃の範囲であり、好ましくは３０～４０℃の範囲である。

【0065】

温度が下がると、長鎖脂肪酸成分の水への溶解度が低下し、ワックス状成分が固化する。

【0066】

一実施形態では、ステップ（ｅ）における液体画分のｐＨ調整は、温度調整の前に行われる。一実施形態では、ステップ（ｅ）における液体画分のｐＨ調整は、温度調整の前に行われる。

【0067】

好ましい実施形態では、ｐＨはステップ（ｅ）においてｐＨ４．５未満に調整され、温度は３０～４０℃の範囲内に調整される。

【0068】

本発明の方法のステップ（ｆ）によれば、ステップ（ｅ）において取得された混合物は、ワックス状ファクションと水性画分とに分離される。

【0069】

ステップ（ｅ）において形成されたワックスに富む粒子（シリカ微粉、タンパク質／ペプチドを含む）は、水よりも密度が高く、したがって、沈降とデカンテーション、濾過、または重くて不溶性の相としての直接遠心分離（清澄化遠心分離機）によって分離することができる。

【0070】

一実施形態では、ステップ（ｆ）における分離は、遠心分離など、液体から濁った沈殿物を分離するための任意の方法によって行われる。濾過も可能であるが、粒子が非常に微細なため、時間を要する．．．．．．したがって遠心分離が好ましい。好ましい実施形態では、ステップ（ｆ）における分離は、遠心分離によって行われ、これにより、ワックス状画分（最下相）が水性画分（水）から分離される。これは、単一の遠心分離ステップでなされることも、２、３、４、またはそれ以上の連続遠心分離でなされることもできる。

【0071】

本発明の方法のステップ（ｇ）によれば、植物由来のクチクラワックスは、ステップ（ｆ）において取得されたワックス状画分から回収される。

【0072】

純粋なクチクラワックスは、以下に説明するように、ワックスから残りの水、微粉、シリカ、タンパク質、リグニン、および他の固形物など、好ましくはワックス状ファクションの他のすべての成分を除去することによって回収することができる。

【0073】

一実施形態では、蒸発、蒸留、膜分離、またはこれらの組み合わせなどのさらなる処理によって、ワックス状画分から水を除去することができる。一例として、温風ファンオーブン（ベルトタイプ／トンネルオーブンまたは他の乾燥機など）またはフラッシュ乾燥機（例えば、グルテンおよび他のタンパク質を乾燥させるものに知られているリングタイプのフラッシュ乾燥機を含む）を使用して、ワックス状材料の温度が８０Ｃを超えないようにする温度でワックスを乾燥させることができる。好ましい実施形態では、ワックス状画分は、ＤＭ含有量＞９５％まで乾燥される。乾燥したワックス状画分は、任意選択的にミルまたは粉砕して粉末にすることができる。

【0074】

任意の分離された水性画分は、例えば、ステップ（ｂ）において提供されたサンプルと熱交換して、ステップ（ｃ）において指定された温度を上げるなど、リサイクルおよび再利用することができる。

【0075】

さらなる実施形態では、任意の固体粒子（微粉、シリカ、タンパク質、およびリグニンなど）は、ワックスに好適な溶媒を使用して粗ワックスから除去され得、続いて、現時点でワックスを含む液相から固体が分離され得る。そのような一実施形態では、ステップ（ｆ）からの当該ワックス状画分からの植物由来のクチクラワックスは、溶媒抽出によって回収される。溶媒は、非水混和性液体などのワックス用の任意の溶媒であり得る。好ましい実施形態では、溶媒は、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ｔｅｒｔ－ブタノール、またはこれらの組み合わせからなる群から選択されるようなＣ１～Ｃ４アルコールである。最も好ましい実施形態では、エタノールが溶媒として使用される。粗ワックスを、上記のリストから選択される高温／沸騰溶媒、好ましくはエタノールに溶解する。したがって、好ましい実施形態では、乾燥ワックス相は、上記のように蒸発後に粉末として回収され、最終クリーンアップ段階中に過剰の熱エタノール（少なくとも９６％ｗ／ｖ、好ましくは９９％）と混合される。一実施形態では、溶媒の温度は、例えば、５０～８０℃、例えば、好ましくは６５～７５℃など、４０℃を上回る。温度は、粗ワックス中のすべての成分が高温溶媒に溶解／分散するように選択されることが好ましい。次に、濾過などによって、固相を液相から分離する任意の標準的な手段によって、固体を液体から分離する。したがって、一実施形態では、例えばインラインフィルタまたは別個のフィルタ（ソックス、フラットベッド、ベルト、またはバンドフィルタなど）を使用して懸濁液をポンプ圧送するか、または注ぐことにより、溶液を濾過して固体粒子を除去する。濾過は、濾過助剤の有無にかかわらず、多孔質層または有孔層、布、またはそれらの組み合わせを含む。濾過助剤は、キーゼルグーア（ｋｉｓｅｌｇｕｈｒ）、ダイアトメセウス（ｄｉａｔｏｍｅｃｅｏｕｓ）、炭素、活性炭、モンモリロナイト、ベントナイト、フラー土、粘土鉱物、セルロース、パーライトの群から選択される。好ましくは、再生セルロース／粘性フィルタ材料の多孔質布、またはポリプロピレンフィルタ材料を含むフィルタバンドが使用される。

【0076】

次に、溶液は、ワックス状成分の沈殿をもたらす温度に冷却される。一実施形態では、溶液の温度は、３０℃未満に下げられ、例えば、２～２５℃に下げられ、好ましくは、１０～２０℃に下げられる。

【0077】

好ましい実施形態では、ステップ（ｆ）からの当該ワックス状画分からの植物由来のクチクラワックスは、（Ｉ）ステップ（ｆ）からのワックス状画分を高温のアルコールと混合してワックスを溶解するステップと、（ＩＩ）ステップ（Ｉ）からの高温懸濁液を固体画分および液体画分に分離するステップと、（ＩＩＩ）ステップ（ＩＩ）からの液体画分をワックスの沈殿をもたらす温度に冷却するステップと、によって回収され、当該高温のアルコールの温度は４０Ｃを上回り、アルコールは、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ｔｅｒｔ－ブタノール、またはこれらの組み合わせから選択されるようなＣ１～Ｃ４アルコールである。

【0078】

例えば、濾過、または液体から不溶性ファクションを分離する他の手段によって、ワックス沈殿物が回収される。これは、インラインフィルタ、または懸濁液がポンプ圧送されるか、または注がれるソックス、フラットベッド、ベルトまたはバンドフィルタの形などの別個のフィルタである可能性がある。濾過は、濾過助剤の有無にかかわらず、多孔質層もしくは有孔層、布、またはそれらの組み合わせを含む。濾過助剤は、キーゼルグーア（ｋｉｓｅｌｇｕｈｒ）、ダイアトメセウス（ｄｉａｔｏｍｅｃｅｏｕｓ）、炭素、活性炭、モンモリロナイト、ベントナイト、フラー土、粘土鉱物、セルロース、およびパーライトの群から選択される。好ましくは、再生セルロース／粘性フィルタ材料の多孔質布、またはポリプロピレンフィルタ材料を含むフィルタバンドが使用される。

【0079】

最後に、回収された沈殿物は、任意選択的に、より低温の溶媒で洗浄することができる。

【0080】

溶媒は、溶離液から回収してリサイクルすることができる。

【0081】

さらなる実施形態では、残留溶媒は、ワックスに温風／流れを吹き付けて溶媒を効果的に蒸発させることによって除去されるなど、蒸発によって清浄化されたワックスから除去される、または、溶媒が蒸発することができる温度、例えば、７５℃を上回る温度、好ましくは７５～１００℃の範囲の温度、より好ましくは８０～９０℃の範囲の温度でワックスを溶融することにより除去する。

【0082】

本発明の方法のステップ（ｈ）によれば、ステップ（ｇ）で回収されたクチクラワックスを漂白することができる。漂白は、好ましくは、漂白剤への曝露によって達成される。一実施形態では、ワックスは塩素、次亜塩素酸塩、クロラミン、塩素ガス、二酸化塩素、過炭酸ナトリウム、過ホウ酸ナトリウム、分子状酸素、オゾン、ペルオキソ酢酸、ベンゾイルペルオキシド、および臭素酸塩のような酸化剤からなる群から選択される。好ましい実施形態では、ワックスは、オゾンを使用して漂白される。

【0083】

漂白の手段としてのオゾン処理は、本発明のステップ（ａ）～（ｇ）に従って処理されたクチクラ植物ワックスに限定されず、任意のワックス製品に適用することができる。以下に例示するように、任意のワックス組成物は、オゾンを使用して漂白することが好ましい場合がある。

【0084】

オゾンを漂白剤として使用して、ワックスは、好ましくは、表１から選択されたワックスの溶融温度を上回る温度などで、高温の水溶液中で溶融される。一実施形態では、ワックスは、例えば７５～８５℃の範囲のような、６５～９０℃の範囲、８０～８５℃の範囲など、６５～９５℃の範囲の温度、好ましくは８５℃で水溶液中で溶融される。一実施形態では、温度は７０℃を上回り、好ましくは８０、８５、９０または９５℃を上回る。

【0085】

一実施形態では、ワックスは、エマルジョン技術を使用して水溶液中に分散される。ｐＨが上昇し、これは、ワックス中の残留脂肪酸の石鹸形成に影響を及ぼし、エマルジョン形成を促進する。一実施形態では、ｐＨは、例えば１０～１１の範囲のような、９～１１の範囲のｐＨに増加するなど、ｐＨ９を上回って増加する。溶液のｐＨ調整は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化アンモニウム、炭酸ナトリウムおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される塩基を添加することによって行うことができる。

【0086】

好ましい実施形態では、ワックスは、７５～９０℃の温度およびｐＨ１０～１１の水溶液に分散されている。ワックスの最適な分散のために、撹拌を適用することができる。適用可能な撹拌機は、アンカー撹拌機、（マルチ）ブレード撹拌機、Ｋ撹拌機、パドル撹拌機、またはそれらの任意の組み合わせからなる群から選択することができる。

【0087】

オゾン（Ｏ３）は、溶液をバブリングするなどして、分散したワックスに導入される。一実施形態では、オゾンは、分散したワックスを通して１、２、３、４、５時間、あるいは最大６時間までバブリングされる、
オゾンの線量率は、オゾン発生器から出力される１時間あたり約２０ｇ～４００ｇである。

【0088】

好ましい実施形態では、オゾンは、分散したワックスを通して、１時間あたり１０～２０ｇの投与速度で１～４時間バブリングされ、温度を８０～９０℃に維持し、全体にわたって撹拌される。

【0089】

オゾン処理後、ｐＨを下げて塩（石鹸）から脂肪酸を再生し、したがって残っているエマルジョンを破壊するのを助長する。一実施形態では、ｐＨは、ｐＨ３～５の範囲に下げられるなど、ｐＨ５未満の値に下げられ、ｐＨ３．５～４の間のｐＨ値にさえ下げられる。溶液のｐＨ調整は、リン酸、塩酸、硫酸、酢酸からなる群から選択される酸を加えることによって行うことができる。低ｐＨでは、漂白されたワックスは、別の層として最上部に上がる。好ましくは、混合物を周囲温度まで冷却することができ、ワックスは固体として回収することができる。

【0090】

本発明の方法のステップ（ｉ）によれば、回収された（かつ任意選択的に漂白された）クチクラワックスは、一実施形態では、化粧品、医療添加物、およびパーソナルケア製品に配合され、別の実施形態では、食品成分、食品コーティング、またはげっ歯類餌にさえ配合され、さらに別の実施形態では、他の表面コーティング、例えば、肥料コーティングに配合され、さらに別の実施形態では、潤滑剤、成形、研磨、皮革なめし、繊維防水、技術的防湿、衣服に配合され、さらに別の実施形態では、接着剤、インク、塗料、クレヨン、鉛筆に配合され、さらに別の実施形態では、バーベキュー着火剤、マッチ、キャンドルライトに配合されるなど、優れた有価製品に配合することができる。好ましい実施形態では、ワックス製品は、化粧品または他のパーソナルケア製品に配合される。配合物は、造粒、フレーキング、真珠光沢、押し出し、ミル、および融合からなる群から選択されるプロセスステップを含み得る。

【0091】

ＩＩ．本発明により取得可能な製品を分析する方法
ＩＩ．ｉ 総ワックス含有量
穀物わらの総ワックス含有量は、総脂質として重量分析で判定することができる。乾燥したワックスを含む穀物わらをミルし、次に／沸騰クロロホルムで抽出する。これは、２つの基本的な方法のいずれかによって行われ、植物材料のかさ密度が高い場合は、方法１よりも方法２が好ましい。
１．ミルされたバイオマスの正確に秤量された部分（オーブン乾燥）は、ソックスレーシンブルに入れられ、標準的なソックスレー方法を使用して、ソックスレー抽出システムで１２時間抽出に供される。抽出後、シンブルと残りの固形物を１０３℃で乾燥させ、抽出されたワックスを出発物質と比較した質量差により測定する。または、
２．ほぼ３０ｇの乾燥したミルわらまたは他の植物材料の一部（正確に秤量）を２Ｌの丸底フラスコに入れ、これに１リットルのクロロホルムを添加する。フラスコに還流冷却器を取り付け、材料をクロロホルムで最低３時間還流する。この後、残りの固形物を定量的に収集し、乾燥（１０３℃）して秤量する。ワックス含有量は、投入材料に対する質量差によって判定される。

【0092】

ＩＩ．ｉｉ ワックス組成
ワックス組成は、ガスクロマトグラフィー分析（「ＧＣ」）によって判定および監視される。ワックスサンプルをクロロホルムに溶解し（２５ｇのクロロホルムあたり約０．１および０．２ｇのワックス状固体）、Ｃ５０５コントローラによって制御されるＧｅｒｓｔｅｌ ＣＩＳ４インレットを備えたＡｇｉｌｅｎｔ ＧＣ５８９０システムでガスクロマトグラフィー（ＧＣ）を使用して分析する。サンプル（２５マイクロリットル）は、ＡＬＳ７６８３オートサンプラーを使用して、長さ１５メートルのＪ＆Ｗ １２３－５７１１Ｅ ＤＢ－５ＨＴ（５％メチルシリコーンを含む）に導入された。温度ランプは、ＦＩＤ検出（３７５Ｃ）を有し、周囲温度～最大３５０Ｃである。図２は、クロロホルム抽出小麦わらワックス（１２時間、ソックスレー法、溶媒１０部とわら１部）のＧＣトレースを示しており、このアプリケーションでは、純度に関する参照用の「標準ワックス」として使用される。７．５分前のピークは脂肪酸（主にＣ１６およびＣ１８）であり、９．５～１２．５分からのピークは、主にアルカン、アルデヒド、脂肪アルコールであり、１４～１７．５分からのピークは主にステロールとベータジケトンであり、一方、１８分後のピークは、ワックス状エステルである。

【0093】

ＩＩ．ｉｉｉ ワックス純度
ワックス製品の純度は、標準的なソックスレークロロホルム抽出法によって判定される。５ｇのワックスを事前に計量した抽出シンブルに入れ、クロロホルム（２５０ｍｌリザーバ）で１２時間連続して抽出し（ソックスレー手順）、次に、シンブルを乾燥させ、重量を測定して、ワックス状でない残留成分を測定する。次に、上記のように（残留メチルエステル含有量の推定を可能にする）ＧＣの結果と組み合わせて結果を評価し、純度のゲージを取得する。

【0094】

ＩＩ．ｉｖ ワックス色
ワックスの色は、Ｇａｒｄｎｅｒスケールインデックスに従って説明され得る。Ｇａｒｄｅｎｅｒ色は、例えば、Ｌｉｃｏ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｅｒ（Ｈａｃｈによる）、例えばＬｉｃｏ ６９０によって判定されるような、試験サンプルを標準の参照色と比較することによって判定される。ワックスサンプルを溶融し、使い捨ての１１ｍｍの丸いキュベットに２ｃｍの深さまで注ぐ。キュベットの外側のガラスはきれいに拭く必要があり、気泡がないことを確実にすることが重要である。次に、ワックスを含むキュベットがキュベットコンパートメントに挿入され、機器は、０～１８の範囲の正確な色測定を小数点以下１桁まで行う。

【0095】

ＩＩ．ｖ 融点
ワックスの融点は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）測定によって測定することができる。

【0096】

ＩＩＩ．本発明により取得可能な製品
本発明は、精製された植物由来のワックス製品を提供する。ワックス製品は、５％、４％、３％、２％未満、好ましくはさらに１％未満などの少量の残留溶媒のみを含む。

【0097】

乾燥ワックス製品のテクスチャは、柔らかくてべたつくのではなく、硬くて脆い感触である。

【0098】

ワックス製品の融点（滴点）は、ワックスの供給源に応じて、５２、５４、５６、５８、または６０℃を超えるなど、５０℃を超える、好ましくは、融点は６０～７０℃であり、麦わらワックスの場合は好ましくは例えば６５～６８℃である。

【0099】

穀物わらワックスの場合、ワックス製品は、好ましくは１％未満の溶媒を含み、６５～６８℃の融点を有する。

【0100】

ワックス製品は、任意選択で漂白することができ、Ｇａｒｄｎｅｒ色値が１８未満、例えば、Ｇａｒｎｅｒ色が８～１８、好ましくは８～１０、例えば、穀物わらワックスの場合は８未満である漂白ワックスを取得することができる。

【0101】

ＩＶ．本発明によって取得可能な製品の潜在的使用
本発明は、非常に有価な植物ワックス製品を提供する。一実施形態では、ワックス製品は、石油化学産業からのワックスの天然の「グリーン」代替物として使用することができる。さらに好ましい実施形態では、ワックス製品は、化粧品、医療添加物、パーソナルケア製品、食品成分、食品コーティング、げっ歯類餌、表面コーティング、肥料コーティング、潤滑剤、成形、研磨、皮革なめし、繊維防水、技術的防湿、衣服、接着剤、インク、塗料、クレヨン、鉛筆、バーベキュー着火剤、マッチ、キャンドルライトを含む多くの用途で鉱油ベースのワックスの代わりに使用することができる。好ましい実施形態では、本発明のワックス（穀物わらワックスなど）が化粧品に使用される。

【実施例】

【0102】

実施例１：麦わらワックスの精製
１．１ 麦わらの脱ろう
デンマークのＶｅｓｔｓｊａｅｌｌａｎｄの麦畑から小麦粒を収穫した後、残りの麦わらを収集して処理プラントに運び、ハンマーミルで処理した後、８ｍｍのふるいを使用してふるい分けされた。次に、ふるいを通過した画分を集塵機で処理して微粉材料を除去した（わらの塊の１５～２０％を微粉材料として除去した）。

【0103】

わらの微粉は、ジャケット付きの鋼製タンク内の５５℃の水に、１４００リットルの水あたり８７キログラムのわら（約７９ｋｇのわらの乾物に相当）の負荷で懸濁された。取得されたスラリーのｐＨをリン酸を使用してｐＨ５．４に調整し、温度を約５５℃に維持した。Ｍｙｅｒｓ型分散ミキサーを使用してスラリーを撹拌し、良好な分散を確実にした。２００ｍｌのプロテアーゼリッチ製剤（Ｐｒｏｍｏｄ ２４Ｌ（１１０カゼインユニット／ｍｌ）、ＢｉｏＣａｔａｌｙｓｔｓ Ｌｔｄ、英国）および１００ｍｌのペクチナーゼリッチ酵素製剤（ペクチナーゼ９７４Ｌ（９００ユニット／ｍｌ）、ＢｉｏＣａｔａｌｙｓｔｓ Ｌｔｄ、英国）を添加して、わらのキューティクルを破壊し、ワックスの放出を促進させた。スラリーは、広いミル（＞２ｍｍ）のヘッドギャップを備えたＦｒｙｍａ湿式ミル（歯付きコロイドミリングヘッドが取り付けられている）に循環され、これは、ミルが真の研磨ミルではなく、効果的なポンプミキサーとして機能していることを意味し、わらのクチクラ表面への酵素のアクセスを確実にするのを助ける。上記のようにｐＨおよび温度プロファイルを維持しながら、酵素的処理中に湿式ミルおよび撹拌を適用した。約１時間後、スラリーの温度を８０℃に上げて、すべてのワックス状成分が溶融状態にあることを確かめ、酵素を不活性化し、混合物をさらに約１０分間撹拌した。このプロセススラリーは、溶融ワックスと水および水溶性成分、および不溶性の固体の脱ろうされた材料を含む。この脱ろうプロセスは３回行われ、毎回プロセス液を再利用して水相中のワックス濃度を増加させた。合計６．８ｋｇのワックスが、プロセス中に水相に放出されたことが分かった（標準のクロロホルムソックスレー抽出法で測定）。

【0104】

１．２ ｐＨおよび温度の調整、ＥｔＯＨ抽出、洗浄による麦わらからのワックスの精製
上記の実施例１．１で説明したように、ワックスは最初にわらから放出される。第３のサイクルの後（つまり、３ｘ７９ｋｇのわらの微粉を処理した後）、プロセススラリー（１２５０リットル）をデカンタ遠心分離機でデカントして、ワックスを含む液相から繊維（固相）を分離した。デカンタ（デカンタ最上層、１２００リットル）からの液相を、機械式撹拌機を備えた２０００リットルのステンレス鋼タンクにポンプ圧送し、リン酸を使用して液体のｐＨを約５．３から３．９に下げた。液体は、約８０℃から３０℃まで冷却させることができる。目に見える「曇り」が見られ、乾物の一部が沈殿したことを指し示している。ｐＨ調整された液体は、清澄化遠心分離機（分離器タイプ：ＧＥＡ ＳＢ－７－０６－０７６、供給速度６００リットル／時、供給温度３０Ｃ）で処理され、そこで最下相（沈殿物）が１５％乾物含量でペーストとして収集された。合計１２０リットルの最下相「ペースト」を生成させた。このペーストは、ワックス、植物微粉、シリカ粒子、いくつかのヘミセルロースおよびペクチン成分、タンパク質／ペプチド、およびリグニンを含む。ペーストを収集し、温風ファンオーブンを使用して１１０℃で６時間、１２ｋｇの部分を乾燥させた後、手動でミル／粉砕して粉末にした。これにより、１７５０ｇの乾燥した、砕けやすく、もろい灰色の材料が生成した。次に、乾燥した固体粉末を熱エタノールに加え（７３℃の温度、６部のＥｔＯＨ対１部の粉末）、それによってワックス部分を溶融し、分散させ、熱エタノールに溶解させた。混合物を撹拌し、次に密閉容器内の金網上でセルロース／濾紙を使用してこの温度で濾過し、濾過中の温度を維持し、それによりワックス（熱エタノールに溶解／分散）を不溶性の非－ワックス状成分から分離する。次に、液体濾液を１０℃に冷却し、それによりワックスが結晶化／沈殿することが観察された。次に、冷却されたサンプルを、ワイヤメッシュバスケットに保持されたセルロース濾紙を使用して低温濾過し（重力濾過、圧力または真空なし）、今回のワックスは、固体の「濾過剤」であり、次にさらに２倍量の低温のエタノール（１５℃）で洗浄し、次に９０℃のオーブンで乾燥させた。これにより、６９８ｇの清浄化されたワックスが生成した。

【0105】

１．３ ワックス製品の分析
実施例１．２に記載の清澄化遠心分離機から回収された最下相「ペースト」の一部（２００ｇ）、および清澄化された水性最上相の一部（１リットル）を分析して、ワックス含有量およびワックス組成を判定した。

【0106】

厚さ２００ｇの最下相の「ペースト」材料を９０℃のオーブンで一晩乾燥させ、もろく、砕けやすい固体を生成し、それをミルして粗い粉末にした。次に、これの１０ｇ部分を、還流冷却器を備えた丸底フラスコ中での還流を介して、クロロホルム（２００ｍｌ）を使用して１時間抽出した。残留粉末を通常の濾紙および漏斗を使用して濾過し、その後、クロロホルム濾液を真空下で定量的に蒸発させ（回転蒸発器）、ワックス堆積物を残し、それを次に秤量した。これにより、４．４５ｇのワックスが生成し、これは、遠心分離機の最下相の乾物に４５質量％のワックスが含有していることを示唆している。

【0107】

１リットルの最上相を１００ｇまで蒸発させ、オーブンで一晩乾燥させた。これにより、３３．２ｇの乾物が生成し、この相のＤＭ含有量は３．３％であることが示唆された。この乾燥塊をクロロホルムを使用して抽出した（１０ｇ、上記のように還流により１時間抽出した）。抽出物から取得されたのは０．０５ｇ未満であり、この段階でのワックス含有量が非常に低いか無視できることを指し示している。

【0108】

クロロホルム抽出から取得された２つの固体残留物を、本出願のセクションＩＩで説明したようにＧＣシステムを使用して分析した。これは、最下層の「ペースト」からの抽出物がワックスであるのに対し（図３）、最上相の残留物にはワックスが存在しないことを明確に示している（図４）。

【0109】

実施例１．２で取得された最終的なワックス製品（乾燥した最下層ペースト材料のエタノール処理後）を分析した。ワックスは、室温で触ると硬くて脆かった。清浄化されたワックスには、１％未満の残留溶媒が含有されていた。ＧＣデータ（図５）と組み合わせた標準的なクロロホルムソックスレー抽出法は、ワックス製品が少なくとも９５％純粋であることを示した。示差走査熱量計（ＤＳＣ）測定では、６５℃でワックスのピーク融点が示された。

【0110】

さらに、エタノールのＧＣ分析では、（ワックスからの）遊離脂肪酸成分の一部がエタノール中に存在することが示された（図６）。

【0111】

実施例２：ワックス精製中のｐＨおよび温度調整の影響
上記の実施例１．１で説明したように、ワックスは最初にわらから放出される。第３のサイクルの後（つまり、３ｘ７９ｋｇのわらの微粉を処理した後）、プロセススラリー（１２５０リットル）をデカンタ遠心分離機でデカントして、ワックスを含む液相から繊維（固相）を分離した。デカンタ（デカンタ最上層、１２００リットル）からの液相を、機械式撹拌機を備えた２０００リットルのステンレス鋼タンクにポンプ圧送した－この時点での液体のｐＨは、５．３であり、温度は、８０℃であった。この液相を以下に説明するように異なる温度およびｐＨに調整して、ワックス沈殿物の形成に対する温度およびｐＨの影響を観察した。
前述のように、温度を下げると脂肪酸成分の水への全体的な溶解度が低下し、ｐＨを下げると、石鹸としてアニオンの形で存在する脂肪酸の量が減少する効果があり、それらが「遊離脂肪酸」になると、それらの水溶性は劇的に低下する。ｐＨを下げると、タンパク質およびペプチドが沈殿する可能性がさらに高くなる。

【0112】

２．１ ｐＨの影響
第１の実験では、液体の１リットル部分の温度を８０℃から３０℃に下げた。これにより、ゆっくりとした沈殿物の形成（曇り）が観察された。次に、液体のｐＨを、第１のステップで約５．３から５．２に下げ、次に第２のステップで、リン酸を使用して、０．２ｐＨ単位のステップでさらにｐＨ３．４に下げた。ｐＨが低下するにつれて、沈殿／凝集の速度が加速することが視覚的に観察された。

【0113】

第２の実験では、液体の１リットル部分の温度を上記のように８０℃から３０℃に落とした。次に、様々なｐＨ調整（ｐＨ６．２、５．８、５．２、５．０、４．８、４．６、４．４、４．２、４．０、３．８、３．６、および３．４）からの沈殿生成物を分析するために、サンプルを分注した（１００ｍｌ分注）。ｐＨを調整したサンプルを一晩放置した後、ベンチトップ遠心分離機で遠心分離した（図７を参照）。写真に示すように、ｐＨ６．２およびｐＨ５．８では有意な沈殿物は見られなかったが、驚くべきことにｐＨ５．２以下では、有意なペレットが形成された（図７）。したがって、沈殿物を形成するには、ｐＨを中性以下にする必要がある。液体を除去し（注ぎ出し、沈殿物を乾燥させ）、ペレットワックス製品の質量を測定した。ペレットの質量は、ｐＨ５．２以下のすべての異なるサンプルでかなり一貫していることが分かった。一方、ペレットの体積は、特にｐＨ４．８以下から、ｐＨの低下とともに大幅に減少し、これは、沈殿物の密度が、ｐＨが低下するにつれて増加し、ｐＨ値が３．８に低下した後、密度が再び低下したことを示す。プロセスの観点から、増加した粒子状／凝集塊は、密度の低い生成物と比較して、遠心分離ステップを介して分離するのが容易であり、したがって、およそ４のｐＨが好ましいｐＨとして見出された。さらに、沈殿／凝集の速度がｐＨの低下とともに増加することが視覚的に観察され、これは、プロセス時間／経済性の観点からも関連性がある。

【0114】

２．２ 温度の影響
液体の１リットル部分のｐＨを最初にｐＨ３．９に下げ、温度を７０℃に維持した。現時点では曇りは発生していない。開始点と比較して上昇および下降の両方の異なる温度の範囲を試験するために、サンプルを分注（１００ｍｌ分注）した。試験された温度：８０Ｃ、６０℃、５０℃、４０℃、３０℃、および２０℃。サンプルの沈殿物の形成を視覚的に観察し、さらにベンチトップ遠心分離機で遠心分離して、沈殿の程度を判定した。８０℃および６０℃の両方で、目に見えるほどの沈殿物の形成は見られなかった。５０℃で曇りが観察され、総量のほぼ９％に相当する緩いペレット（乾燥固形分が９～１０％）が遠心分離機でスピンダウンされた。研究されたすべてのより低い温度で、沈殿物が形成され、遠心分離機内でより固体で密度の高いペレット（乾燥固体含有量が１４％に近い）として容易にスピンダウンされ、これは、液体量の１１～１２％に相当し（目盛り付き遠心分離管の目視検査）－したがって、このような低い温度が好ましい。

【0115】

理論に拘束されることを望まないが、上記の観察結果は、温度ならびにｐＨの低下（水性分散液に存在する脂肪酸のｐｋａ値未満）により、これらの脂肪酸が再プロトン化されて溶解性の低い遊離脂肪酸になるという潜在的なメカニズムを裏付けており、アニオン性の「石鹸」のこの効果的な除去は、さらに、わらから発するワックス状分子の分散および乳化された液滴の不安定化をもたらし、次に、これらの疎水性種は、バルク水中に残留するのではなく、水相で、微粒子とともに、シリカ、沈降タンパク質／ペプチド、および多糖粒子に優先的に結合する。

【0116】

実施例３：従来のワックス精製方法
３．１ スキミングによるワックスの回収
麦わらの脱ろうは、実施例１．１に記載されているように行われ、水性の酵素的脱ろうプロセスからのプロセススラリーのワックス含有量は、スラリーを遠心分離することによって（デカンタを使用して）増加し、液体の「最上相」（ワックスを含む液体画分）と繊維相（不溶性画分：脱ろうステップからのバルク繊維残留物）を生成し、液体の最上相は、脱ろうのための第２のバッチのバルクプロセス液として再利用された。３回の分析のデカンタ液体最上相の乾物含有量は、標準的な方法によって判定され、以下であることが見出された。実験１：１．０３％、実験２：１．７６％、および実験３：３．３０％。これにより、追加の実験ごとに追加の化合物（ワックスを含む）が実際に抽出されたことが確認された。

【0117】

実験３のデカンタ最上相液体１９８０ｇを注意深く定量的に乾燥させた（８０℃オーブン）。合計６４．７５ｇの乾物が取得された（実験３の３．３０％ＤＭを確認）。次に、この乾燥物質６３．５２ｇを標準的なクロロホルムソックスレー抽出法で抽出し、抽出可能なワックス状物質の総含有量を測定した。これにより、ＣＨＣｌ３がフラッシュオフした後、５．７３ｇのワックス状物質が生成した。これにより、実験３のデカンタ最上相液体のクロロホルム抽出可能ワックス含有量は、０．２９％であると判定された。

【0118】

標準的なスキミングによって取得可能なワックス製品は、次のように判定された。レンダリング容器内の実験３のデカンタ最上相液体１２１リットル。リン酸の添加により混合物のｐＨを３．５に調整した。次に、サンプルを次のように定期的に表面からこすり落とし／スキミングした。各々の場合、「脂肪質の一貫性」を備えた目に見える皮が観察され、除去された。ワックス状の層が表面に出なくなるまで、２日間で８回操作を行った。すべての収集物をプールし、乾燥させ（８０℃オーブン、一晩）、乾燥後に重量を測定した。プールされたスキミング層の乾燥重量は、３１８ｇであった。この層の実際のワックス含有量を判定するために、沸騰クロロホルムを使用する標準的なクロロホルムソックスレー抽出法を使用した（５倍過剰溶媒中で２時間還流）。ＣＨＣｌ３と可溶物を濾過により遊離させ、溶媒をフラッシュオフし、ワックス状の残留物を最終的に秤量して定量した。クロロホルムで抽出したワックスの合計は１８０ｇであった。

【0119】

上記で報告したように、実験３のデカンタ最上相液体の最初の分析は、クロロホルム抽出可能ワックス含有量が０．２９％であることを示した。したがって、１２１リットルのデカンタ最上相液体中のワックスの総量はおよそ３５０ｇである。したがって、スキミングの方法では、５７％の純度で利用可能なワックスの５１％しか生成しないようである。スキミングされたワックス製品は、造りが粗いだけでなく、さらに抽出する必要があり、また、この方法は、非常に時間がかかり（バッチあたり１～２日）、麦わらワックス精製の現実的な商業的方法とは見なされていない。

【0120】

３．２ アルカリ処理と中和によるワックス抽出
切り刻んだ麦わらをアルカリ水（２５％ｗ／ｖＮａＯＨ溶液の添加によりｐＨ１１．５に調整し、維持）に懸濁し（８％の濃度、つまり１リットルあたり８０ｇ）、Ｋブレードスターラーを使用して８０℃の温度で２時間撹拌した。８０℃が選択されたのは、これが穀物わらワックス状成分の既知の融点を超えており、放出された材料が液体／溶融状態であることを確実にしたためである。試験のスケールは、２リットルのアルカリ水に懸濁した１６０ｇの麦わら（乾物ベース）を使用することを包含していた。２時間の時点で、サンプルを遠心分離し（８０℃で）、上澄み水（約１．５５リットル）を収集した。この液相に２０％リン酸を注意深く加え、溶液を中和した（ｐＨ７）。添加中の温度（７５℃）でも、温度が周囲温度に向かって低下した場合（２０℃）でも、沈殿は観察されなかった。中和された液体の遠心分離により、遠心分離管内にごくわずかなペレットが生成した。アルカリ処理したサンプルのｐＨをさらにｐＨ４付近まで下げると、いくらかのわずかな「かすみ」が観察されたが、本発明の実施例１および２に記載されるように、分離可能な沈殿物は取得されなかった。

【0121】

実施例４：ワックス漂白
４．１ オゾンを使用した漂白
エタノールを蒸発させた後（実施例１．２）、清浄化されたワックス（１ｋｇ用量）を、８５℃の温度の温水（９リットル）を含む１０リットルのジャケット付き容器に、マルチブレードスターラーを使用して急速に撹拌しながら添加した。ワックスを溶融させ、エマルジョン技術を使用して、３ＭのＮａＯＨ溶液の添加によりｐＨを約１０．５に上げることにより分散させた。オゾン（Ｏ３）は、気泡形成を増加させるために、複数の出口穴を備えたチューブを介して、容器の底に導入され（オゾン発生器から）、全体を通して温度を維持し、撹拌しながら、液体懸濁液を通して、４時間、気泡を発生させた。オゾンの線量率は、オゾン発生器から出力される１時間あたり約２０ｇであった。処理期間の終わりに、リン酸を使用してｐＨを３．５～４の値に下げ（温度を維持し、撹拌して）、残っているエマルジョンを破壊するのを助長した。液体懸濁液は、容器から別個の容器に急速に排出され、その時点で、溶融した漂白ワックスが別個の層として上に最上部に上がった。混合物を周囲温度まで冷却させ、ワックスディスクを固体として取り出した。吸収紙で拭き取り、残留水を乾かした。

【0122】

漂白されたワックスは、漂白反応器への供給ワックスの暗褐色とは対照的に、淡黄色であった。淡黄色の色合いは、カルナウバワックスで標準的に見られるものと非常に類似していた。Ｇａｒｄｎｅｒ色インデックス（表２）を使用して、漂白された麦わらワックスは、視覚的方法でＧａｒｄｎｅｒ値がおよそ８～１０であると判定された。

【0123】

４．２ 過酸化水素を使用した漂白
過酸化水素を使用したみつろうの漂白方法を採用した。実施例４．１のオゾンについて説明したように、ワックスを乳化した。漂白剤としてワックス１００グラムあたり３５グラムの３０％Ｈ２Ｏ２を添加し、ｐＨを１０．５に、温度を８０℃に５時間および２４時間の間維持した（２つの別個の実験）。ワックスを回収するために、リン酸を使用してｐＨを３．５に急速に下げ、撹拌と温度を８０℃に維持した後、撹拌を停止し、ワックス相をビーカーの最上部に別の層として急速に分離した。冷却すると、この最上層は、固体ワックスディスクとして除去された。２４時間の処理後でも、ワックスの非常に部分的な軽量化のみが観察された。ワックスの塊は、褐色のままであり、視覚的方法でＧａｒｄｎｅｒ値がおよそ１８であると判定された。

【0124】

４．３ 塩素を使用した漂白
ワックスを熱水に添加し（質量ベースで１：１０の比率）、混合物を急速に撹拌しながら８５℃に加熱した。酢酸を使用してｐＨを４．５に下げ、ワックス１００ｇあたり１０ｇの亜塩素酸ナトリウムを混合物に加え、１時間の漂白を開始した。ワックスの暗褐色から淡黄色への転移が観察された（Ｇａｒｄｎｅｒ値は、およそ８～１０）。したがって、この方法は機能するが、ワックスのほとんどの下流処理および商業的使用には塩素漂白は望ましくない。

【0125】

４．４ クロロホルムに溶解したワックス上でのオゾンを使用した漂白
粗ワックスを温かいクロロホルム（４０℃）に質量比１：１０で溶解した。オゾンを１リットルの混合物にバブリングした（オゾン発生器から１時間あたり１０ｇの速度）。材料は、開始から４０分以内に、目に見えて暗褐色から淡黄色（Ｇａｒｄｎｅｒ値は、およそ８～１０）に変化した。しかしながら、オゾンはクロロホルムと反応して活性塩素種を遊離し、オゾンと並んでこれらの塩素由来の酸化剤によって漂白が影響を受けた可能性がある。したがって、効果的な漂白が達成されたとしても、塩素およびクロロホルムの「間接的な」使用は、ワックスのほとんどの下流処理および商業的使用にとって望ましくない可能性が高い。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】