JPH03164191A - 低分子量キトサンの製法 - 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】 〔技術分野〕 この発明は、天然キチンを脱アセチル化して得られるキ
トサンを分解して、低分子量キトサンを製造する方法に
関する。

〔背景技術〕

エビ，カニ等の甲殻類の甲皮、きのこ、細菌細胞壁等か
ら得られるキチンを脱アセチル化することにより、工業
用，医薬用あるいは食品用等の蛋白質凝集剤や、整髪料
等の化粧品等として用いられるキトサンが製造される。

ところが、このようなキトサンは、一般に高分子量であ
り、溶液とした場合の粘度が高すぎて扱いにくいもので
あるため、高濃度の溶液を作ることができない。したが
って、このようなキトサンを工業的に使用する場合には
、多量の溶液が必要となるため作業性が悪い。たとえば
、通常の高分子量キトサンを希酸に溶解したものでは、
ｌ重量％（以下「％」と記す〉程度の溶液でも、低粘度
になることは少なく非常に高粘度である。

また、高分子量のキトサンを整髪料として使用した場合
には、毛髪への吸着を充分に行うことができない。

キトサンを溶解するために使用される希酸としては、高
分子量の有機酸は適しておらず、ギ酸や酢酸等の低分子
量の有機酸が最適であるが、このような低分子量の有機
酸は臭気が強いため、食品用あるいは整髪料等として使
用するには問題がある。

〔発明の目的〕

この発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであって
、分子量分布が狭くて品質が均一な低分子量キトサンを
得る製法を提供することを目的としている。

〔発明の開示〕

以上の目的を達戒するため、この発明は、キトサンの水
溶液を、バパイン、セルラーゼおよび酸性プロテアーゼ
のうちの少なくとも１つによって分解反応させ、低分子
量化する低分子量キトサンの製法を要旨としている。

以下に、この発明を、詳しく説明する。

この発明に使用されるキトサンは、通常の方法で得るよ
うにすればよい。すなわち、エビ，カニ等の甲殻類の甲
皮、きのこ，細菌細胞壁等から得られた天然キチンを、
水酸化ナトリウム，水酸化カリウム等の濃アルカリ中で
脱アセチル化反応させれば、キトサンのケン濁液が得ら
れる。そして、このキトサンのケン濁液を濾過して粉末
を得、これを水洗後乾燥すれば、キトサンの白色粉末と
なるのである。

以上のようなキトサンを、水に分散させたあと、これに
、パバイン．セルラーゼおよび酸性プロテアーゼのうち
少なくとも１つの酵素を加え、加熱する。そうすると、
これらの酵素がキトサンを分解する分解反応を行い、低
分子量キトサンが得られる。

この分解反応の条件は、この発明では特に限定されない
が、たとえば、上記キトサンを分散させる水に、ギ酸，
酢酸，乳酸等の有機酸を配合して、そのｐ｝ｌを４〜５
にすることが好ましい。また加熱の温度は、４０〜６０
℃であることが好ましい。このようなｐＨならびに温度
の条件において、前記パバインやセルラーゼ，酸性プロ
テアーゼ等が最も活発な分解反応を行えるようになるか
らである。また、前記ギ酸，酢酸，乳酸等の有機酸は、
前述したように、高分子量のキトサンを溶解させるもの
であるため、反応液にこのような有機酸を配合すれば、
それによって、キトサンが溶かされて、水と均一相を形
或でき、反応がスムースに行える、と言う効果もある． 得られたキトサン水溶液を、エタノール，イソプロパノ
ール，アセトン等の有機溶媒や、水酸化ナトリウム水溶
液，水酸化カリウム水溶液等のアルカリ水溶液と混合さ
せて沈澱を生戒させたあと、この沈澱物を濾過して分取
し、水洗，乾燥させれば、低分子量キトサンが得られる
。

このようにして酵素による特異的な分解によって得られ
た低分子量キトサンにおいては、単Ｉｆｆが微量しか含
まれず、分子量分布の幅が、５０００〜５００００と非
常に狭く、均一な製品を得ることができる．また、この
低分子量キトサンは、長期間保存しても、溶液が褐変し
てしまう恐れもない。

つぎに、この発明について、詳しく説明する。

（６ｉ！認試験１） 種々の酵素のなかで、この発明で用いる酵素がキトサン
を分解するのに極めて有効であることが、以下の試験で
確認された。この確認試験は、第ｌ表に示した各酵素を
用いてキトサンの分解反応を行うことによりなされた。

なお、第１表中のＵは、酵素の存在量を表す単位（酵素
単位）であって、一定条件のもとて１分間に基質１μｍ
ｏｌｅを反応させる酵素の量をＩＵで表す。基質分子中
に作用を受ける結合が２つ以上あるときは、その結合１
μ当量を反応させる酵素量とする。したがって、第１表
中の単位（Ｕ／　ｇ　］は、蛋白質１ｍｇあたりの酵素
単位数、すなわち、比活性をあらわしている。

試験方法は、まず、ビーカにキトサン末４ｇを秤量し、
そこに約４５℃の温水３９０ｍｌを加えて、前記キトサ
ン末を分散させ、１％キトサン分散液を得る。つぎに、
この分散液中に所定量の９０％乳酸を加えたあと、これ
を４５℃の恒温槽中に入れ３０分間保持した。この液中
に第１表に示した酵素０．２ｇ（基質であるキトサンに
対して５％）を加え、４時間反応させて低分子量キトサ
ンを得た。反応終了後、重量補正を行ってから、２０℃
での粘度を測定し分子量を算出した．なお、粘度測定に
あたっては、Ｂ型回転粘度計を使用し、６０ｒ．ｐ．ｍ
で測定を行った。

結果を第２表に示す。

（確認試験２） 低分子量キトサン水溶液の平均分子量と、その平均分子
量の低分子量キトサン水溶液の濃縮可能な濃度との関係
を知るために、以下の試験を行った。

まず、第３表に示したように、濃度が１％であって、そ
れぞれ粘度が異なる低分子量キトサン水溶液を調製した
。これらの低分子量キトサン水溶液の粘度から、その極
限粘度を求め、シュタウジンガーの粘度式により低分子
量キトサンの重合度を算出し、その重合度にキトサンの
単位量を乗じて低分子量キトサンの平均分子量を得た。

結果を第３表右欄に示す。

以上のようにして求められた平均分子量を有する各低分
子量キトサンの水溶液を、エバポレータを使用して減圧
濃縮し、：ａ縮ができなくなった時点での水溶液の濃度
を測定した。結果を同じく第３表右欄に示す。

第 ３ 表 第３表にみるように、低分子量キトサンの平均分子量と
、その濃縮可能な濃度の限界との間には、比例関係があ
ることがわかった。すなわち、低分子量キトサンの平均
分子量が小さければ小さい程高い濃度の水溶液が得られ
るのである。

以上２つの確認試験の結果をふまえて、以下の実施例な
らびに比較例を作威した。

（実施例１〜６） キトサン１０ｇを蒸留水９９０ｍｌ中に分散させ、攪拌
しながら第４表に示した各或分を配合したあと、同表に
示した条件で反応を行った。反応終了後、この反応液を
エバポレータで２０〜３０％の濃度になるまで濃縮した
あと、イソプロビルアルコールまたはアセトンの中にこ
の濃縮液を投入し、沈澱物を得た。得られた沈澱物を濾
過して分取し、水洗，乾燥させて低分子量キトサンを得
た（比較例１） 酵素のかわりに過酸化水素を使用し、反応条件を７０℃
，２時間にした以外は、実施例１〜６と同様にして低分
子量キトサンを得た。

以上の実施例ならびに比較例で得られた低分子量キトサ
ンに対し、以下の各測定を行った。

１％水溶液の粘度：得られた低分子量キトサンを蒸留水
に溶解して１％水溶液を作製し、その粘度を測定した。

平均分子量：上記粘度の測定値から、予備試験３と同様
にして、得られた低分子量キトサンの平均分子量を算出
した。

褐変の有無：粘度測定と同様な１％水溶液を作製し、そ
れをｌケ月間放置して褐変の有無を観察した。

以上の結果を第４表に示す。

第４表の結果より、この発明の低分子量キトサンの製法
である実施例１〜６は、いずれも、キトサンを低分子量
化できるばかりでなく、このようにして得られた低分子
量キトサンは、比較例１のものに比べて褐変のないもの
であったので、戒分中に単糖類が含まれておらず、分子
量分布が狭くて均一なものであることがわかった。

〔発明の効果〕

この発明の低分子量キトサンの製法は、以上のようであ
り、キトサンの水溶液を、パパイン，セルラーゼおよび
酸性プロテアーゼのうちの少なくとも１つによって分解
反応させ、低分子量化するようになっており、分子量分
布が狭くて品質が均一な低分子量キトサンを得ることが
できるようになる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）キトサンの水溶液を、プロテアーゼによって分解
   反応させ、低分子量化する低分子量キトサンの製法。
2. （２）分解反応を、ｐＨ４〜５、４０〜６０℃の条件下
   で行う特許請求の範囲第１項記載の低分子量キトサンの
   製法。
3. （３）低分子量キトサンの分子量が、５０００〜５００
   ００である特許請求の範囲第１項または第２項記載の低
   分子量キトサンの製法。