JPH06220103A

JPH06220103A - キトサンの水溶化処理方法

Info

Publication number: JPH06220103A
Application number: JP809093A
Authority: JP
Inventors: Minoru Ota; 太田　　実
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-01-21
Filing date: 1993-01-21
Publication date: 1994-08-09

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】生産効率が高く、化学的に安定して生理的安
全性の高いキトサン水溶液が得られる水溶化処理方法、
またこの処理方法を利用した固体状の水溶性キトサンの
製造方法を提供する。【構成】カリウムイオン、マグネシウムイオンおよび
カルシウムイオンからなる群から選ばれる一種以上のア
ルカリ金属またはアルカリ土類金属イオンを総量で０．
９〜１．１グラムイオン／リットル含有する塩化カリウ
ム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム等の塩類の水溶
液に、キトサンを溶解する。また、このようなキトサン
の水溶化処理方法によって得られた水溶液を、乾燥し固
形化して固形状の水溶性キトサンを分取する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はキトサンの水溶化処理
方法および化粧料、整髪剤、医料用素材、食品等に汎用
される水溶性キトサンの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、キトサンは、精製キチンを原料
として、３０〜６０％の水酸化カリウム、水酸化ナトリ
ウムなどの濃アルカリ溶液中で加熱することによって脱
アセチル化して調製されたものであり、上記調製に際し
て均一系で減圧、中和熱の管理、副生成物の除去を行な
い、脱アセチル化度を４０〜６０％としたキトサンは、
水に可溶であることが知られている。一方、上記所定の
調製を行わずに不均一系で調製されたキトサンは、同様
に脱アセチル化度を４０〜６０％としても水に不溶であ
り、塩酸や硫酸などの無機酸、または酢酸、乳酸、リン
ゴ酸、フマール酸などの有機酸には溶解する。

【０００３】そして、前記した水溶性のキトサンは、優
れた保湿力を有し、肌への浸透性も優れていることか
ら、肌や頭皮を活性化する化粧料もしくは育毛剤の成分
として用いられ、また毛髪に対しても保湿力、浸透性お
よび帯電防止効果を発揮するので、ブラシや櫛のとおり
を良くし、毛髪表面を保護する整髪剤として適用される
ことが期待できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記した水溶
性のキトサンを製造するには、減圧、中和熱の除去、副
生成物の処理などに煩雑な操作を要するので、生産効率
が劣る。

【０００５】また、水に不溶なキトサンを、無機酸また
は有機酸で溶解した液状化キトサンは、キトサンの水溶
液と同様に、液状化されたことによって有効に利用でき
るものではあるが、その溶液には通常、酸が含まれてい
るために、化学的にも不安定であり、またこのままでは
化粧料などの材料として安全に利用できない。

【０００６】そこで、この発明は上記した問題点を解決
し、量産可能な非水溶性のキトサンを利用して生産効率
の高いキトサンの水溶化処理方法とすると共に、化学的
に安定した生理的安全性の高いキトサン水溶液が得られ
る水溶化処理方法とし、またこの処理方法を利用して安
全性の高い固体状の水溶性キトサンを提供することを課
題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、カリウムイオン、マグネシウ
ムイオンおよびカルシウムイオンからなる群から選ばれ
る一種以上のアルカリ金属またはアルカリ土類金属イオ
ンを総量で０．９〜１．１グラムイオン／リットル含有
する塩類の水溶液に、キトサンを溶解する手段を採用し
たのである。

【０００８】また、ナトリウムイオン、カリウムイオ
ン、マグネシウムイオンおよびカルシウムイオンからな
る群から選ばれる二種以上のアルカリ金属またはアルカ
リ土類金属イオンを総量で０．５〜１．１グラムイオン
／リットル含有する塩類の水溶液に、キトサンを溶解す
る手段を採用することもできる。

【０００９】固体状の水溶性キトサンを得る手段として
は、上記したキトサンの水溶化処理方法によって得られ
た水溶液を、乾燥し固形化してキトサンを分取する方法
を採用することができる。

【００１０】

【作用】この発明のキトサンの水溶化処理方法では、非
水溶性キトサンを原材料として用い、これに所定種類か
つ所定濃度の塩類水溶液を混合するだけでキトサンを溶
解できるので、水溶化の処理効率が高く、しかも塩酸や
硫酸などの酸を用いず、化学的に安定した低濃度の塩類
水溶液を溶媒とする処理方法であるから、生理的安全性
の高いキトサン水溶液が得られる。また、このキトサン
水溶液を乾燥して得られる固形状のキトサン化合物は、
粉体やシートなどにも成形可能な水溶性キトサンとな
る。

【００１１】

【実施例】この発明に用いるキトサンは、特にその製造
方法を限定したものでなく、キチンを濃アルカリ溶液中
で加熱することにより、脱アセチル化して得られる周知
の非水溶性のキトサンを用いることができる。利用可能
な市販のキトサンとしては、甲陽ケミカル社製：ＳＫ−
１０（脱アセチル化度８５％以上）などが挙げられる。

【００１２】また、この発明で用いるカリウムイオン
（以下、Ｋ⁺と記す) 、マグネシウムイオン（以下、Ｍ
ｇ²⁺と記す) およびカルシウムイオン（以下、Ｃａ²⁺と
記す)からなる群から選ばれる一種以上、またはナトリ
ウムイオン（以下、Ｎａ⁺と記す) 、Ｋ⁺、Ｍｇ²⁺およ
びＣａ²⁺からなる群から選ばれる二種以上のアルカリ金
属またはアルカリ土類金属イオンは、それぞれ１価また
は２価のイオンであり、これらを総量で０．９〜１．１
グラムイオン／リットル（前記一種以上の場合）または
０．５〜１．１グラムイオン／リットル（前記二種以上
の場合）含有する塩類の水溶液を用いる。なぜなら、上
記所定濃度範囲外のイオン濃度の塩類水溶液では、前記
したキトサンが溶解しないからである。

【００１３】上記したイオンを水溶液中に供給する塩類
は、特に限定されるものではなく、このような塩を得る
ための具体的な酸成分としては、酢酸、塩酸、炭酸、ホ
ウ酸、リン酸、蟻酸、乳酸、リンゴ酸、アジピン酸、ス
テアリン酸などを挙げることができる。

【００１４】一方、塩基としては、水酸化ナトリウム、
水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウ
ムなどを挙げることができる。

【００１５】〔実施例１〜７、比較例１〜４〕Ｋ⁺、Ｍ
ｇ²⁺またはＣａ²⁺、Ｎａ⁺を供給する塩類としてそれぞ
れ塩化カリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、
塩化ナトリウムを用い、これらを表１で示す配合割合
（イオン濃度）となるように塩類水溶液を調製し、その
１リットルに非水溶性キトサン（甲陽ケミカル社製：Ｓ
Ｋ−１０（脱アセチル化度８５％以上））を１重量％添
加して室温で放置し、溶解しない場合にはホモミキサー
（ホモジナイザー）またはガラス棒などで攪拌して非水
溶性キトサンの溶解性を調べた。溶解性の結果は、☆印
は完全溶解、〇印はほぼ溶解、△印は残留物残るがほぼ
溶解、×印は不溶解とする４段階に評価し、表１中に併
記した。

【００１６】

【表１】

【００１７】表１の結果から明らかなように、塩類溶液
中のＫ⁺、Ｍｇ²⁺、Ｃａ²⁺が所定のイオン濃度（０．９
〜１．１グラムイオン／リットル）範囲外である比較例
１〜６では、キトサンは塩類水溶液に溶解しなかった。
また、Ｎａ⁺を含有する塩類溶液である比較例７は、所
定濃度範囲であるにも拘わらずキトサンは溶解しなかっ
た。しかし、所定のイオンを所定の濃度範囲内に配合し
た実施例１〜７では、ホモミキサーで攪拌するかまたは
放置するだけでキトサンは溶解した。

【００１８】〔実施例８〜１２〕Ｋ⁺、Ｍｇ²⁺、Ｃ
ａ²⁺、Ｎａ⁺を供給する塩類としてそれぞれ塩化カリウ
ム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化ナトリウ
ム（それぞれが１グラムイオン／リットルの濃度であ
る）を用い、これらを２種類組み合わせて表２で示す配
合割合（容量比）となるように塩類水溶液を調製し、そ
の１リットルに非水溶性キトサン（甲陽ケミカル社製：
ＳＫ−１０（脱アセチル化度８５％以上））を１重量％
添加して室温で放置し、溶解しない場合にはホモミキサ
ー（ホモジナイザー）またはガラス棒などで攪拌して非
水溶性キトサンの溶解性を調べ、実施例１〜７の場合と
同様の基準で評価して結果を表２中に併記した。

【００１９】

【表２】

【００２０】表２の結果から明らかなように、全ての組
合せ（Ｍｇ−Ｃａの組合せを除く）でキトサンは溶解し
た。

【００２１】〔実施例１３〕Ｍｇ²⁺、Ｃａ²⁺を供給する
塩類として塩化マグネシウム、塩化カルシウムをそれぞ
れが０．５グラムイオン／リットルの濃度として、両者
を容量比で１：９から９：１の範囲で配合した塩類溶液
に、実施例８〜１２と全く同じ条件でキトサンを混合
し、溶解性を調べた。この結果、Ｍｇ−Ｃａが０．５グ
ラムイオン／リットルの条件の全ての場合に前記した実
施例１〜７と同じ評価基準における〇印の溶解性が得ら
れた。

【００２２】〔実施例１４〜５３〕Ｋ⁺、Ｍｇ²⁺、Ｃａ
²⁺、Ｎａ⁺を供給する塩類としてそれぞれ塩化カリウ
ム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化ナトリウ
ム（それぞれが１グラムイオン／リットルの濃度であ
る）を用い、これらを３種類組み合わせて表３で示す配
合割合（容量比）となるように塩類水溶液を調製する以
外は、実施例１〜７と全く同様にしてキトサンの溶解性
を調べ、同様の評価を行った結果を表３中に併記した。

【００２３】

【表３】

【００２４】表３の結果から明らかなように、全ての組
合わせの場合に前記評価の☆印または〇印の溶解性が得
られた。

【００２５】なお、以上述べた実施例における塩類水溶
液への非水溶性キトサンの溶解度（重量％）は、非水溶
性キトサンの分子量が脱アセチル化度によって変化する
ため、一様な基準で評価できるものではない。しかしな
がら、三種イオンの配合された塩類水溶液に対する最大
溶解率は、脱アセチル化度が７５％以上のキトサン（甲
陽ケミカル社製：ＳＫ−４００）で最高８重量％であ
り、脱アセチル化度が８５％以上のキトサン（甲陽ケミ
カル社製：ＳＫ−２０）で最高１８重量％であった。

【００２６】次に、水溶性キトサンの製造方法について
説明する。

【００２７】以上の実施例で得られたキトサン溶解の塩
類水溶液を、乾燥して固体状のキトサンを得、これが水
に溶解する水溶性キトサンであることを確認した。この
場合の乾燥方法としては、常温（自然）乾燥でもよい
が、キトサン水溶液に４〜５％のデキストリンを加え、
エアーガンと熱風で処理するスプレードライ法、その他
周知の乾燥方法を採用できる。水溶性キトサンの原液と
しては５〜１３重量％のキトサン水溶液が好ましく、こ
の原液の被加熱温度は最高７０〜８０℃で３秒以内とす
ることが好ましい。

【００２８】このようにして得られた固形状の水溶性キ
トサンは、粉体またはシート状などの取り扱いの簡便な
形態に成形してもよく、その際に香料やＰＨ調製剤、水
溶性ビタミン、水溶性防腐剤、水溶性高分子その他の水
溶性成分を添加してもよいのは勿論である。

【００２９】

【効果】この発明は、以上説明したように、塩酸や硫酸
などの酸を用いることなく、化学的にも安定した比較的
低濃度の塩類水溶液を用いた処理方法であるから、生理
的安全性の高いキトサンの水溶化処理方法であり、しか
も非水溶性キトサンを原材料として用い、これに所定の
塩類水溶液を所定濃度で混合するだけで溶解させるよう
にしたので、水溶化の処理効率が高く、またこの処理方
法を利用してキトサン水溶液を乾燥させるだけで、有用
性が高く高品質かつ安全な固体状の水溶性キトサンを製
造できるという利点がある。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カリウムイオン、マグネシウムイオンお
よびカルシウムイオンからなる群から選ばれる一種以上
のアルカリ金属またはアルカリ土類金属イオンを総量で
０．９〜１．１グラムイオン／リットル含有する塩類の
水溶液に、キトサンを溶解することからなるキトサンの
水溶化処理方法。
【請求項２】ナトリウムイオン、カリウムイオン、マ
グネシウムイオンおよびカルシウムイオンからなる群か
ら選ばれる二種以上のアルカリ金属またはアルカリ土類
金属イオンを総量で０．５〜１．１グラムイオン／リッ
トル含有する塩類の水溶液に、キトサンを溶解すること
からなるキトサンの水溶化処理方法。
【請求項３】請求項１または請求項２記載のキトサン
の水溶化処理方法によって得られた水溶液を、乾燥し固
形化したキトサンを分取することからなる水溶性キトサ
ンの製造方法。