JP3143636B2 - 細胞破裂によるクロレラ細胞壁の破砕方法 - Google Patents
細胞破裂によるクロレラ細胞壁の破砕方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、クロレラ細胞を破裂さ
せてその細胞壁を破砕する方法に関する。
せてその細胞壁を破砕する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び解決しようとする課題】クロレラは、
必須アミノ酸の組成に優れた上質の蛋白質を約５０％以
上含むと共に、各種ビタミン等の栄養素にも富み、而も
太陽光により高い増殖力を示す。このクロレラを食品と
して有効に利用するために、細胞壁を破砕して消化吸収
率を高めるという手段がとられる。
必須アミノ酸の組成に優れた上質の蛋白質を約５０％以
上含むと共に、各種ビタミン等の栄養素にも富み、而も
太陽光により高い増殖力を示す。このクロレラを食品と
して有効に利用するために、細胞壁を破砕して消化吸収
率を高めるという手段がとられる。
【０００３】細胞壁を破砕する手段としては、細胞壁を
摩砕によって破砕する手段があるが、そのような摩砕に
よる破砕の効率には限界がある。
摩砕によって破砕する手段があるが、そのような摩砕に
よる破砕の効率には限界がある。
【０００４】本発明は、従来技術に存した上記のような
問題点に鑑み行われたものであって、その目的とすると
ころは、摩砕による破砕以外の破砕原理によりクロレラ
細胞壁を効率良く破砕する方法を提供することにある。
問題点に鑑み行われたものであって、その目的とすると
ころは、摩砕による破砕以外の破砕原理によりクロレラ
細胞壁を効率良く破砕する方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の細胞破裂によるクロレラ細胞壁の破砕方法
は、クロレラ藻体が懸濁した水系懸濁液中に、部分的な
高圧部及び低圧部を高密度に発生させ、それらの高圧部
及び低圧部の移動及び消長並びに前記水系懸濁液の流動
の相互作用によって、その水系懸濁液中のクロレラ細胞
を高圧作用状態から低圧作用状態へと瞬間的に移行さ
せ、その移行の際のクロレラ細胞の急激な膨張によって
クロレラ細胞を破裂させることからなるものとしてい
る。
に、本発明の細胞破裂によるクロレラ細胞壁の破砕方法
は、クロレラ藻体が懸濁した水系懸濁液中に、部分的な
高圧部及び低圧部を高密度に発生させ、それらの高圧部
及び低圧部の移動及び消長並びに前記水系懸濁液の流動
の相互作用によって、その水系懸濁液中のクロレラ細胞
を高圧作用状態から低圧作用状態へと瞬間的に移行さ
せ、その移行の際のクロレラ細胞の急激な膨張によって
クロレラ細胞を破裂させることからなるものとしてい
る。
【０００６】クロレラ藻体が懸濁した水系懸濁液中に、
部分的な高圧部及び低圧部を高密度に発生させ、それら
の高圧部及び低圧部を移動及び消長させると共に、前記
水系懸濁液を流動させると、それらの相互作用によっ
て、その水系懸濁液中のクロレラ細胞は、高圧が作用す
る状態から低圧が作用する状態へと瞬間的に移行する。
部分的な高圧部及び低圧部を高密度に発生させ、それら
の高圧部及び低圧部を移動及び消長させると共に、前記
水系懸濁液を流動させると、それらの相互作用によっ
て、その水系懸濁液中のクロレラ細胞は、高圧が作用す
る状態から低圧が作用する状態へと瞬間的に移行する。
【０００７】その移行の際にクロレラ細胞が急激に膨張
することによって、クロレラ細胞が破裂し、クロレラ細
胞壁が破砕される。
することによって、クロレラ細胞が破裂し、クロレラ細
胞壁が破砕される。
【０００８】そして水系懸濁液中のクロレラ細胞は、高
圧部及び低圧部の移動及び消長と、水系懸濁液の流動と
の相互作用によって、時間の経過に伴い万遍なく、高圧
作用状態から低圧作用状態への瞬間的な移行を受けるこ
ととなる。従って、水系懸濁液中のクロレラ細胞の細胞
壁は万遍なく破砕される。
圧部及び低圧部の移動及び消長と、水系懸濁液の流動と
の相互作用によって、時間の経過に伴い万遍なく、高圧
作用状態から低圧作用状態への瞬間的な移行を受けるこ
ととなる。従って、水系懸濁液中のクロレラ細胞の細胞
壁は万遍なく破砕される。
【０００９】以上に述べた細胞破裂によるクロレラ細胞
壁の破砕方法を、より具体化したのが、例えば次のよう
な方法である。
壁の破砕方法を、より具体化したのが、例えば次のよう
な方法である。
【００１０】すなわち、攪拌羽根を内蔵する円筒形状の
密閉状容器内に、５００乃至８００μｍの一定直径の剛
性球状体をその密閉状容器の容量の８０乃至８５％収容
させると共に、乾燥重量において３０重量％以下のクロ
レラ藻体が懸濁した水系懸濁液を密閉状容器の容量の残
部にほぼ対応する量収容させ、前記攪拌羽根を周速１０
乃至２０ｍ／ｓで回転させることにより、攪拌される剛
性球状体同士の間隙における前記水系懸濁液中に部分的
な高圧部及び低圧部を高密度に発生させ、それらの高圧
部及び低圧部の移動及び消長並びに水系懸濁液の流動の
相互作用によって、その水系懸濁液中のクロレラ細胞を
高圧作用状態から低圧作用状態へと瞬間的に移行させ、
その移行の際のクロレラ細胞の急激な膨張によってクロ
レラ細胞を破裂させることからなる細胞破裂によるクロ
レラ細胞壁の破砕方法である。
密閉状容器内に、５００乃至８００μｍの一定直径の剛
性球状体をその密閉状容器の容量の８０乃至８５％収容
させると共に、乾燥重量において３０重量％以下のクロ
レラ藻体が懸濁した水系懸濁液を密閉状容器の容量の残
部にほぼ対応する量収容させ、前記攪拌羽根を周速１０
乃至２０ｍ／ｓで回転させることにより、攪拌される剛
性球状体同士の間隙における前記水系懸濁液中に部分的
な高圧部及び低圧部を高密度に発生させ、それらの高圧
部及び低圧部の移動及び消長並びに水系懸濁液の流動の
相互作用によって、その水系懸濁液中のクロレラ細胞を
高圧作用状態から低圧作用状態へと瞬間的に移行させ、
その移行の際のクロレラ細胞の急激な膨張によってクロ
レラ細胞を破裂させることからなる細胞破裂によるクロ
レラ細胞壁の破砕方法である。
【００１１】また別の好ましい破砕方法としては、攪拌
羽根を内蔵する円筒形状の密閉状容器内に、７０乃至８
０％の個数が直径約５００μｍ、残部が直径約８００μ
ｍの剛性球状体をその密閉状容器の容量の８０乃至８５
％収容させると共に、乾燥重量において３０重量％以下
のクロレラ藻体が懸濁した水系懸濁液を密閉状容器の容
量の残部にほぼ対応する量収容させ、前記攪拌羽根を周
速１０乃至２０ｍ／ｓで回転させることにより、攪拌さ
れる剛性球状体同士の間隙における前記水系懸濁液中に
部分的な高圧部及び低圧部を高密度に発生させ、それら
の高圧部及び低圧部の移動及び消長並びに水系懸濁液の
流動の相互作用によって、その水系懸濁液中のクロレラ
細胞を高圧作用状態から低圧作用状態へと瞬間的に移行
させ、その移行の際のクロレラ細胞の急激な膨張によっ
てクロレラ細胞を破裂させることからなる細胞破裂によ
るクロレラ細胞壁の破砕方法がある。
羽根を内蔵する円筒形状の密閉状容器内に、７０乃至８
０％の個数が直径約５００μｍ、残部が直径約８００μ
ｍの剛性球状体をその密閉状容器の容量の８０乃至８５
％収容させると共に、乾燥重量において３０重量％以下
のクロレラ藻体が懸濁した水系懸濁液を密閉状容器の容
量の残部にほぼ対応する量収容させ、前記攪拌羽根を周
速１０乃至２０ｍ／ｓで回転させることにより、攪拌さ
れる剛性球状体同士の間隙における前記水系懸濁液中に
部分的な高圧部及び低圧部を高密度に発生させ、それら
の高圧部及び低圧部の移動及び消長並びに水系懸濁液の
流動の相互作用によって、その水系懸濁液中のクロレラ
細胞を高圧作用状態から低圧作用状態へと瞬間的に移行
させ、その移行の際のクロレラ細胞の急激な膨張によっ
てクロレラ細胞を破裂させることからなる細胞破裂によ
るクロレラ細胞壁の破砕方法がある。
【００１２】これらの方法において用いる攪拌羽根とし
ては、高速回転に適し、而も攪拌効率をできるだけ高め
るために、切込部を有する円板状のものを使用すること
が好ましい。攪拌羽根の材料は、十分な強度及び剛性を
有するものであれば、金属や合成樹脂等を適宜使用し得
る。
ては、高速回転に適し、而も攪拌効率をできるだけ高め
るために、切込部を有する円板状のものを使用すること
が好ましい。攪拌羽根の材料は、十分な強度及び剛性を
有するものであれば、金属や合成樹脂等を適宜使用し得
る。
【００１３】また密閉状容器内の剛性球状体及び懸濁液
を全体として効率良く攪拌する上で、攪拌羽根は、その
回転軸線が円筒形状の密閉容器の軸線に一致するように
セットし、攪拌羽根の最大径を、密閉容器の内径の８０
乃至９０％程度とすることが好ましい。
を全体として効率良く攪拌する上で、攪拌羽根は、その
回転軸線が円筒形状の密閉容器の軸線に一致するように
セットし、攪拌羽根の最大径を、密閉容器の内径の８０
乃至９０％程度とすることが好ましい。
【００１４】また密閉状容器内にセットされた１または
複数枚の攪拌羽根の総厚みは、密閉容器の内部長さの１
５乃至２５％程度とし、密閉容器の内部長さに応じ攪拌
羽根の枚数を増やして万遍なく攪拌効果が行き渡るよう
にすることが望ましい。
複数枚の攪拌羽根の総厚みは、密閉容器の内部長さの１
５乃至２５％程度とし、密閉容器の内部長さに応じ攪拌
羽根の枚数を増やして万遍なく攪拌効果が行き渡るよう
にすることが望ましい。
【００１５】上記方法において用いる剛性球状体として
は、例えばセラミクス球、ガラス球等を使用することが
できる。
は、例えばセラミクス球、ガラス球等を使用することが
できる。
【００１６】そして、密閉状容器内に収容する剛性球状
体を、７０乃至８０％の個数が直径約５００μｍ、残部
が直径約８００μｍとすると、部分的高圧部と部分的低
圧部との圧力差が一層大きくなり、クロレラ細胞壁がよ
り効率良く破砕される。
体を、７０乃至８０％の個数が直径約５００μｍ、残部
が直径約８００μｍとすると、部分的高圧部と部分的低
圧部との圧力差が一層大きくなり、クロレラ細胞壁がよ
り効率良く破砕される。
【００１７】水系懸濁液中におけるクロレラ藻体の比率
を、乾燥重量において３０重量％以下とするのは、３０
重量％を越えると、部分的高圧部及び部分的低圧部を有
効な破砕に必要な程度に高密度に発生させることができ
なくなるからである。なお、作業の効率上、水系懸濁液
中におけるクロレラ藻体の比率は少なくとも乾燥重量に
おいて５重量％以上とすることが望ましい。
を、乾燥重量において３０重量％以下とするのは、３０
重量％を越えると、部分的高圧部及び部分的低圧部を有
効な破砕に必要な程度に高密度に発生させることができ
なくなるからである。なお、作業の効率上、水系懸濁液
中におけるクロレラ藻体の比率は少なくとも乾燥重量に
おいて５重量％以上とすることが望ましい。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明するが、もちろ
ん本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
ん本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１９】実施例１ 図１に示されるように、内部の直径が８０ｍｍ、長さが
４０ｍｍの円筒状の密閉容器１０内に、その密閉容器１
０の軸心線と同軸状に回転軸１２が突設されており、そ
の回転軸１２に、それと同軸状に、而も密閉容器１０の
長さ方向における中央部に、撹拌羽根１４が固定されて
いる。
４０ｍｍの円筒状の密閉容器１０内に、その密閉容器１
０の軸心線と同軸状に回転軸１２が突設されており、そ
の回転軸１２に、それと同軸状に、而も密閉容器１０の
長さ方向における中央部に、撹拌羽根１４が固定されて
いる。
【００２０】この回転軸１２は、例えばモータ、駆動プ
ーリ、伝動ベルト及び従動プーリ等の公知の回転駆動手
段によって回転駆動される。また撹拌羽根１４は、直径
７０ｍｍ、厚さ５ｍｍの金属製の円板上をなし、図２に
示されるように、外周縁から回転方向内方に向かって、
半径方向外方へ凸の円弧状の切込部１６が４回回転対称
状に設けられている。
ーリ、伝動ベルト及び従動プーリ等の公知の回転駆動手
段によって回転駆動される。また撹拌羽根１４は、直径
７０ｍｍ、厚さ５ｍｍの金属製の円板上をなし、図２に
示されるように、外周縁から回転方向内方に向かって、
半径方向外方へ凸の円弧状の切込部１６が４回回転対称
状に設けられている。
【００２１】１８は、密閉容器１０内にガラス球（剛性
球状体）やクロレラ藻体が水に懸濁した懸濁液等を導入
する導入口、２０は、導入口１８を開閉するための栓体
である。また２２は、排出口を開閉するための栓体であ
る。
球状体）やクロレラ藻体が水に懸濁した懸濁液等を導入
する導入口、２０は、導入口１８を開閉するための栓体
である。また２２は、排出口を開閉するための栓体であ
る。
【００２２】密閉容器１０内には、比重約２．５のガラ
ス球が、その密閉容器１０の容量の約８５％収容されて
いる。そのガラス球の個数のうち約７５％が直径約５０
０μｍであり、残部が直径約８００μｍである。それと
共に、密閉容器１０の容量の残部にほぼ対応する量の懸
濁液が密閉容器１０内に収容されている。この懸濁液
は、乾燥重量において２０重量％のクロレラ藻体が水に
懸濁したものである。
ス球が、その密閉容器１０の容量の約８５％収容されて
いる。そのガラス球の個数のうち約７５％が直径約５０
０μｍであり、残部が直径約８００μｍである。それと
共に、密閉容器１０の容量の残部にほぼ対応する量の懸
濁液が密閉容器１０内に収容されている。この懸濁液
は、乾燥重量において２０重量％のクロレラ藻体が水に
懸濁したものである。
【００２３】以上のような条件下で撹拌羽根１４の周速
がほぼ１５ｍ／ｓとなるように回転軸１２を回転駆動し
てガラス球及び懸濁液の混合物を撹拌した。撹拌時間を
５秒ずつ伸ばし、それぞれについてサンプルを採取して
顕微鏡で細胞破裂による細胞壁の破砕を確認したとこ
ろ、ほぼ９５％のクロレラ細胞の細胞壁が破砕するまで
の時間は１５０秒であった。
がほぼ１５ｍ／ｓとなるように回転軸１２を回転駆動し
てガラス球及び懸濁液の混合物を撹拌した。撹拌時間を
５秒ずつ伸ばし、それぞれについてサンプルを採取して
顕微鏡で細胞破裂による細胞壁の破砕を確認したとこ
ろ、ほぼ９５％のクロレラ細胞の細胞壁が破砕するまで
の時間は１５０秒であった。
【００２４】懸濁液中のクロレラ藻体の比率を乾燥重量
において５重量％とした場合、時間は１５５秒、３０重
量％とした場合、１６５秒であった。一方、クロレラ藻
体の比率は２０重量％とし、撹拌羽根１４の周速を１０
ｍ／ｓ及び２０ｍ／ｓとすると、それぞれ若干の効率の
低下及び上昇が認められた。
において５重量％とした場合、時間は１５５秒、３０重
量％とした場合、１６５秒であった。一方、クロレラ藻
体の比率は２０重量％とし、撹拌羽根１４の周速を１０
ｍ／ｓ及び２０ｍ／ｓとすると、それぞれ若干の効率の
低下及び上昇が認められた。
【００２５】また、クロレラ藻体の比率は２０重量％、
撹拌羽根１４の周速はほぼ１５ｍ／ｓとし、ガラス球を
密閉容器１０の容量の約８０％収容した場合、ほぼ９５
％のクロレラ細胞の細胞壁が破砕するまでの時間は１５
５秒であった。
撹拌羽根１４の周速はほぼ１５ｍ／ｓとし、ガラス球を
密閉容器１０の容量の約８０％収容した場合、ほぼ９５
％のクロレラ細胞の細胞壁が破砕するまでの時間は１５
５秒であった。
【００２６】密閉容器１０の容量の約８５％収容したガ
ラス球の個数のうち約７０％を直径約５００μｍ、残部
が直径約８００μｍとした場合、ほぼ９５％のクロレラ
細胞の細胞壁が破砕するまでの時間は１５０秒であっ
た。また約８０％を直径約５００μｍ、残部が直径約８
００μｍとした場合、ほぼ９５％のクロレラ細胞の細胞
壁が破砕するまでの時間は１５５秒であった。
ラス球の個数のうち約７０％を直径約５００μｍ、残部
が直径約８００μｍとした場合、ほぼ９５％のクロレラ
細胞の細胞壁が破砕するまでの時間は１５０秒であっ
た。また約８０％を直径約５００μｍ、残部が直径約８
００μｍとした場合、ほぼ９５％のクロレラ細胞の細胞
壁が破砕するまでの時間は１５５秒であった。
【００２７】実施例２ 密閉容器１０内に、直径約５００μｍの比重約２．５の
ガラス球を密閉容器１０の容量の約８５％収容させると
共に、乾燥重量において２０重量％のクロレラ藻体が水
に懸濁した懸濁液をその残部にほぼ対応する量収容さ
せ、撹拌羽根１４の周速がほぼ１５ｍ／ｓとなるように
回転軸１２を回転駆動してガラス球及び懸濁液の混合物
を撹拌した。撹拌時間を５秒ずつ伸ばし、それぞれにつ
いてサンプルを採取して顕微鏡で細胞破裂による細胞壁
の破砕を確認したところ、ほぼ９５％のクロレラ細胞の
細胞壁が破砕するまでの時間は２２５秒であった。
ガラス球を密閉容器１０の容量の約８５％収容させると
共に、乾燥重量において２０重量％のクロレラ藻体が水
に懸濁した懸濁液をその残部にほぼ対応する量収容さ
せ、撹拌羽根１４の周速がほぼ１５ｍ／ｓとなるように
回転軸１２を回転駆動してガラス球及び懸濁液の混合物
を撹拌した。撹拌時間を５秒ずつ伸ばし、それぞれにつ
いてサンプルを採取して顕微鏡で細胞破裂による細胞壁
の破砕を確認したところ、ほぼ９５％のクロレラ細胞の
細胞壁が破砕するまでの時間は２２５秒であった。
【００２８】実施例３ ガラス球を直径約８００μｍに変えた外は実施例２と同
様にして撹拌を行ったところ、ほぼ９５％のクロレラ細
胞の細胞壁が破砕するまでの時間は２４５秒であった。
様にして撹拌を行ったところ、ほぼ９５％のクロレラ細
胞の細胞壁が破砕するまでの時間は２４５秒であった。
【００２９】比較例１ ガラス球の個数のうち約１／４ずつが、それぞれ直径５
００μｍ、６００μｍ、７００μｍ及び８００μｍの混
合物に変えた外は実施例２と同様にして撹拌を行ったと
ころ、ほぼ９５％のクロレラ細胞の細胞壁が破砕するま
での時間は３７０秒であった。
００μｍ、６００μｍ、７００μｍ及び８００μｍの混
合物に変えた外は実施例２と同様にして撹拌を行ったと
ころ、ほぼ９５％のクロレラ細胞の細胞壁が破砕するま
での時間は３７０秒であった。
【００３０】
【発明の効果】本発明方法によれば、水系懸濁液中のク
ロレラ細胞は、高圧部及び低圧部の移動及び消長と、水
系懸濁液の流動との相互作用によって、時間の経過に伴
い万遍なく、高圧作用状態から低圧作用状態への瞬間的
な移行を受け、細胞破裂によってクロレラ細胞壁は万遍
なく効率良く破砕される。
ロレラ細胞は、高圧部及び低圧部の移動及び消長と、水
系懸濁液の流動との相互作用によって、時間の経過に伴
い万遍なく、高圧作用状態から低圧作用状態への瞬間的
な移行を受け、細胞破裂によってクロレラ細胞壁は万遍
なく効率良く破砕される。
【００３１】また密閉状容器内に収容する剛性球状体
を、７０乃至８０％の個数が直径約５００μｍ、残部が
直径約８００μｍとすると、部分的高圧部と部分的低圧
部との圧力差が一層大きくなり、クロレラ細胞壁がより
効率良く破砕される。
を、７０乃至８０％の個数が直径約５００μｍ、残部が
直径約８００μｍとすると、部分的高圧部と部分的低圧
部との圧力差が一層大きくなり、クロレラ細胞壁がより
効率良く破砕される。
【図１】破砕断面図である。
【図２】図１におけるII−II線断面図である。
１０ 密閉容器 １２ 回転軸 １４ 撹拌羽根
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C12N 1/12 C12M 1/33
Claims (2)
- 【請求項１】切込部を有する攪拌羽根を内蔵する円筒形
状の密閉状容器内に、 ７０乃至８０％の個数が直径約５００μｍ、残部が直径
約８００μｍの剛性球状体をその密閉状容器の容量の８
０乃至８５％収容させると共に、 乾燥重量において３０重量％以下のクロレラ藻体が懸濁
した水系懸濁液を密閉状容器の容量の残部にほぼ対応す
る量収容させ、前記攪拌羽根の径が密閉容器の内径の８０乃至９０％で
あり、その 攪拌羽根を周速１０乃至２０ｍ／ｓで回転さ
せることにより、攪拌される剛性球状体同士の間隙にお
ける前記水系懸濁液中に部分的な高圧部及び低圧部を高
密度に発生させ、それらの高圧部及び低圧部の移動及び
消長並びに水系懸濁液の流動の相互作用によって、その
水系懸濁液中のクロレラ細胞を高圧作用状態から低圧作
用状態へと瞬間的に移行させ、 その移行の際のクロレラ細胞の急激な膨張によってクロ
レラ細胞を破裂させることからなる細胞破裂によるクロ
レラ細胞壁の破砕方法。 - 【請求項２】密閉状容器内の１または複数枚の攪拌羽根
の総厚みが、円筒形状の密閉状容器の軸線方向の内部長
さの１５乃至２５％である請求項１記載の細胞破裂によ
るクロレラ細胞壁の破砕方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03261156A JP3143636B2 (ja) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | 細胞破裂によるクロレラ細胞壁の破砕方法 |
| US07/939,264 US5330913A (en) | 1991-09-11 | 1992-09-02 | Method of disrupting the chlorella cell wall by cell rupture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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