JPH01501316A - 物理的性質を変化させたアルギネート （ポリウロニド）の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 物理的性質を変化させたアルギネート 本発明は機能性、特に無機および有機多価イオンによるゲル形成能力について変 化を得るためにアルギネートおよび他のウロン酸物質を修飾する方法に関する。

アルギネートは褐藻海藻類から製造され、これらの多価電解性が例えばゲル化、 増粘および水−およびイオン−結合に対する基礎を形成するいくつかの適用に利 用される。

化学的には、アルギネートはβ−Ｄ−マンヌロン酸（Ｍ）およびそのＣ−５エピ マー、α−Ｌ−グルロン酸（Ｇ）から形成される１群の直鎖、二元共重合体を構 成する。ＭおよびＧユニットは３種のタイプの配列で見出される。Ｇ−ブロック と呼ばれるＧの豊富な配列、Ｍ−ブロックと呼ばれるＭの豊富な配列、およびＭ Ｇ−ブロックに見出される交互の配列、ＭＧＭＧとして記号化されるものである 。これらのモノマー　ユニットおよびこれらの配列配分のフラクション含量は海 草起源により変化する。イオン結合およびゲル形成性はモノマーフラクションに 依るが、特に鎖に沿うＧ−ユニットの配分による。Ｇ−ブロックの高含量は技術 上ｆｆ要なゲル形成性に導く。

本発明の目的はこれらの物理性を変えるために、オリゴマー又はポリマーのＭ− ユニットをＧ−ユニットに転換することである。もとの完全なポリマーのこのタ イプのエンド−エピマー化はマンヌロナンＣ−５エピメラーゼ、アルギネートの 生体内住合成に関与する酵素（出願番号８４５０５９参照）によりアルギネート を処理することにより行なうことができる。

本発明によれば、いくつかのポリサッカライド生産微生物からの酵素方法として 周知のこのようなエピマー化は酵素がなくても行なうことができる。この種の方 法は、カルボアニオン（Ｃ−５における電荷）を生成する；］−５のアルカリ触 媒抽出は水の存在でポリマー鎖の加水分ネート）は非極性溶媒に不溶性であり、 従って非プロトン性溶媒中の反応は実施が困難である。

本発明は超臨界條件下で二酸化炭素により固体状態でアルギネートを処理するこ とにより上記問題を排除する完全に新しい原理に基づく。この條件は密度は液状 であるが、拡散速度はガス状態における場合と同じである。

その場合ＣＯ２は非プロトン性溶媒として、および触媒としての双方でＨ−５の アルカリ除去に作用しＣ−５カルボアニオンを形成することができる。高圧はシ アキシアルに（ｄｉａｘｉａｌｌｙ　）結合したＧ−ユニットが一層緊密な鎖構 造、従ってジイクアトリアルに（ｄｔｅｑｕａｔｏｒｉａｌｌｙ）結合したＭ− ユニットと対比して低級部分モル容積を与えるように、効果的にエピマー化に寄 与する。ざらに非プロトン性溶媒中で７ノマー効果はアルギネートのα−一層有 利にする。

出発材料として海草又は細菌起源のアルギネートを塩（アルカリ又はアルカリ出 金属形）、エステル又は他の酸誘導体のいずれかで選択することができる。

超臨界二酸化炭素の適用は従来は不活性溶媒として超臨界流体を使用して例えば アロマ化合物の抽出内で主として見出されるエイチ・コーネンとイー・クリ−ゲ ル、食品工業における超臨界ガス抽出の利用（Ｈ，Ｃｏｅｎｅｎａｎｄ　Ｅ、　 Ｋｒｉｅｇｅｌ、［Ｕｓｅｓ　ｏｒ　５ｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ　Ｇａ５Ｅｘ ｔｒａｃＮｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｆｏｏｄ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｊ　、ムＣｈｅ ｉ＋、　肋１Ｔｅｃｈ、　５５　（１９８３）　８９０　）　。本発明に対する 基礎を形成する発明はポリサッカライドの非酵素的、化学的エピマー化の最初の 既知例および化学反応における触媒および溶媒の双方として超臨界流体の最初の 適用である。本発明は固体状態の材料に適用できることでこの種の酵素的および 大部分の他の既知化学的修飾方法とも異る。記載の既知方法は稀薄溶液（〈１％ ）を必要とし、そして生成物は沈澱させ、精製し、費用のかかる方法で乾燥しな ければならない。

本発明では超臨界條件下で圧力を変えて（１５０〜５００バール）使用するＣｏ ２によりアルギネートを処理し、試験條件は変化に反映させたが、有意なエピマ ー化、ゲル強度の相当する増加はエピマー化に随伴した。従って、結果は超臨界 二酸化炭素処理によりグリクロナンス又は相当するオリゴサツカライドのＣ−５ エピマー化は炭水化物の化学的修飾に対する完全に新しい方法を供することを示 唆する。

本発明の目的である化学的方法は次のように大きな経済的可能性を有する： Ａ）　固体状態材料に対し行なうことができる。

Ｂ）無毒性又は無害性化学薬品が必要で、従って生成物の精製を要しない。

Ｃ）超臨界流体による抽出に対する工業技術は既に他の目的に対し開発されてい るので方法は有利に大規模で行なうことができる。

Ｄ）　方法はアルギネートのβ−Ｄ−マンヌロネート残基の工とマー化に限定さ れない。しかし、例えばＣ−６酸化セルロースのように他のポリサッカライドの エピマー化に対しても利用できる。その場合Ｄ−グルクロン酸はそのＣ−５エピ マー　Ｌ−イドウ【Ｉン酸に転換する。相当する反応はムコポリサッカライド、 例えばフントリチン硫酸塩およびヒアルウロン酸の処理に利用できる。

例１： Ｌａｍ１ｎａｒｉａ　江肚叩匹對から単離したアルギン酸ソーダ（５０９）を鉄 製カラムに充填し、超臨界條件下でＣｏ２により処理した。圧は１５０〜５００ バールに変動させた。ガス流は０．５〜１０ｄ／分で、温度は４５℃、処理は１ ２時間継続した。材料の損失はすべての試験でく１％であった。ポリマー組成物 は広分野（４００ＭＨｚ）’ＨＮＭＲ分光器（第１図参照）により測定し、エイ チ・グラスダレン［アルギネートの高磁場１日ＮＭＲ分光分析法：　配列構造と 結合配座」（ＨｌＧｒａｓｄａｌｅｎ　ｒＨｉｇｈ−ｆｉｅｌｄ　１Ｈ−ＮＭＲ ５ｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ　ｏｆ＾１ｇ１ｎａｔｅ：　５ｅｑｕｅｎｔｉａｌ　 ５ｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ＬｉｎｋａｇｅＣｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＪ　、 （１１■■ＤΔＪ二　Ｒｅｓ、１１８　（１９８３）　２５５〜２６０）それぞ れ２つのモノマー　ユニット、ＭおよびＧのモルフラクションとして、Ｆ　およ びＦ６（この場合Ｆ　＋　ＦＧ　−１）として、および配列パラメータ又は４つ の「もつとも近い隣接」配列、ＭＭ、ＧＧ、ＭＧおよびＧＭ（この場合Ｆ　＋Ｆ 　＋２ＦＨＧ＝　１　）として第Ｉ８８　ＧＧ 表に示す。

第工表の結果はＣＯ□処理が３つの異る圧力條件下でグルロネート含量に有意の 増加を生じたことを示す。

ＦＧで表わした含量は未処理材料の０．５２（すなわち、５２％）から処理後０ ．６０．０．６４および０．６６に変化した。最高圧（５００バール）は組成に 最大の変化を生じた。

Ｇ含量のこの増加は多価イオンによるゲル形成能力の増加したアルギネートを形 成した。第■表はＣＯ２処理ポリマーのいくつかの物理的性質を示す。粘度はプ ルツクツイールド粘度計で測定し、固有粘度〔η〕はカンノン−ウベローデ毛細 管粘度計で測定した。１％アルギン酸カルシウムゲルのゲル強度はＦＴＲＡゲル 強度装置で測定し、２％均質カルシウムゲルの硬さ係数はスチープンス　テクス チャー　アナライザーで測定した（ジー・スキアク・ブラック、ピー・ジーセン およびオー・スミズロド［試験管内酵素修飾によるアルギネートのテーラリング Ｊ　）　（Ｇ、　５ｋｊａｋ−Ｂｒａｅｋ、　Ｂ、　Ｌａｒｓｅｎ　ａｎｄ　Ｏ 。

Ｓｍ１ｄｓｒｏｄ　ｒ　Ｔａ１ｌｏｒｉｒ＋ｇｏｆ　Ａｌａｉｎａｔｅ　Ｂｙ　 ＥｎｚｙｍａｔｉｃＭｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｖｉｔｒｏ　Ｊ　、　Ｉ ｎｔ、去Ｂｉｏ１．　ＨａＣｒｏｌｌｏｌ。

８　（１９８６）　３３０〜３３６）。

ＣＯ２処理は固有粘度の減少を生じた。グリコシド結合の加水分解開裂により生 ずると推定する。しかし、限定的分解はアルギネートのゲル形成性に全く影響を 有しない。ＦＴＲＡ値および硬さ係数の双方によるゲル強度は明白な増加を示し 、ラミナリア・ハイパーボリア（Ｌａｍ１ｎａｒｉａ　ｈｙｐｅｒｂｏｒｅａ） の茎から得たもつとも強いゲル形成性アルギネートに対し見出されるものに匹敵 できる値を得た。

第工表 ＦＧＦＨＦＧＧＦＧＨＦ団 未処理試料　０．５２　０．４８　０．３４　０．１８　０．３０１５０バール 　０．６０　０．４０　０．５０　０．１０　０．３０２５０バール０．６４　 ０．３６　０．５５　０．０９　０．２７５００１＜−ル０．６６　０．３４　 ０，５３　０．１３　０．２１ＣＯ２処理アルギネートの物理的性質 未処理試料　２０５　８．８　４０　６．２１５０バール　８０．６　６．９　 ６３　−２５０バール　８６．２　６．８　６３．５　−５００バール　８０． ７　６．９　６３．５　９．０例２ アスコフイラム・ノドスム（■９刃１匹ｕｎｏｄｏｓｕｍ　）から単離したポリ −マンヌロン酸のソーダ塩を２００バールおよび４５℃で超臨界ＣＯ２により１ ２時間処理した。損失はく０．５％であった。ポリマー中のグルロネート含量は く５％から１６％に増加した（第２図、参照）。結果はもとの完全なポリマーの Ω−マンヌ１コネートは所定條件下でＣ−５エピマー化することを明らかに示唆 する。

第１図 １、７の葉からのアルギネートの４００ＭＨｚ’Ｈｎ、ｍ、ｒ、スペクトル。Ａ ：　し肚肚座と朋の葉からのアルギン酸ソーダ、５００バール、４５℃で１２時 間超超臨界性で００２により処理。Ｂ：　未処理アルギネート。修飾ポリマーの Ｇ含最の変化はｒＭＪシグナル（Ｉｆ）に比較してｒＧＪシグナル（工および■ ）の相対的強さの増加により実証される。

第２図 Ａ、　ｎｏｄｏｓｕ■から単離したポリマンヌロン酸ソーダの４００ＭＨｚ　’ Ｈｎ、ｍ、ｒ、スペクトル。Ａ）　２００バールで１２時間超臨界ＣＯ２により 処理。（Ｆ６−０、’１６）　Ｂ）　未処理ポリ−Ｍ　（Ｆｅ　、＜０．０５） 。

スペクトルのシグナルエはＬ−グルロネート含鑓に相当する。

ＰＰＭ。

ＰＯＬＹ　Ｎ。

国際調査報告

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．改良した物理的性質を得るアルギネート又は他のウロン酸含有化合物の修飾 方法において、塩、酸、エステル又は他のアルギン酸誘導体の固体形のアルギネ ートをバッチ式又は連続フラッシングにより超臨界に近い、又は超臨界條件でＣ Ｏ２により処理することを特徴とする、上記修飾方法。
2. ２．他のモノ、オリゴ又はポリウロニド（例えば、ヘパリンおよびコンドロイチ ン硫酸塩、又は他のウロネート含有ポリマー）の修飾に対する請求の範囲第１項 記載の方法の適用。