(57)【要約】  本発明は、キチンを所望の広範囲な溶媒中に良分散させ得るキチンスラリー、その製造方法、該キチンスラリーを用いた化粧用、食品用、医療材料用などの各種添加剤を提供する。  本発明は、キチンが、有機溶媒、酸および／またはアルカリ水溶液中に分散したキチンスラリー、およびその製造方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
キチンと有機溶媒、酸およびアルカリ水溶液からなる群から選択される溶媒を含んでなり、透過率が１０〜９０％であることを特徴とするキチンスラリー。
【請求項２】
溶媒は、一価または多価アルコールおよび苛性アルカリ類からなる群から選択される、請求項１に記載のキチンスラリー。
【請求項３】
溶媒は、水酸化ナトリウム水溶液、グリセリン、トルエン、シリコーンオイル、エチレングリコールおよびブチレングリコールからなる群から選択される、請求項１に記載のキチンスラリー。
【請求項４】
化粧用添加剤としての請求項１〜３のいずれかに記載のキチンスラリー。
【請求項５】
食品用添加剤としての請求項１〜３のいずれかに記載のキチンスラリー。
【請求項６】
医療材料用添加剤としての請求項１〜３のいずれかに記載のキチンスラリー。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のキチンスラリーを製造する方法であって、
ａ）ハロゲン化カルシウム水和物の飽和アルコール中にキチンを溶解してキチン溶液を得る工程；
ｂ）キチン溶液を水で希釈し、必要に応じて生成したキチンの沈殿を水洗し、溶液中に含まれるカルシウムイオンとアルコールを水分子で置換して、キチン水和物スラリーを得る工程；
ｃ）キチン水和物スラリーに親水性溶媒を添加し、キチン水和物スラリー中に含まれる水分子を該親水性溶媒で置換して、キチンゲルを得る工程；および
ｄ）キチンゲルに有機溶媒、酸およびアルカリ水溶液からなる群から選択される溶媒を添加し、キチンゲル中に含まれる親水性溶媒を該溶媒で置換して、キチンスラリーを得る工程
を含んでなる、方法。
【請求項８】
工程ｃ）における親水性溶媒は、メタノールおよびエタノールからなる群から選択されるアルコールである、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
工程ｄ）における溶媒は、水酸化ナトリウム水溶液およびエチレングリコールからなる群から選択される、請求項７〜８のいずれかに記載のキチンスラリー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許出願は、日本国特許出願第２００７−１６１２２０号に基づくパリ条約上の優先権を主張するものであり、ここに引用することによって、上記出願に記載された内容の全体は、本明細書の一部分を構成する。
本発明は、キチンが、有機溶媒、酸および／またはアルカリ中に均一分散したキチンスラリー、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
キチンは、カニやエビなどの甲殻類の殻、昆虫の表皮、キノコなどの細菌細胞壁から得られる天然ムコ多糖類であって、地球上に大量に存在する生物資源である。このようなキチンには、保湿性、生理活性、生体適合性など、様々な優れた特性を有することが明らかとなってきた。このため、キチンの優れた特性を、繊維、フィルム、化粧品、食品、医薬、医用材料等の分野に利用するために、多くの研究がなされている。例えば、キチンを医療用材料として応用した例としては、創傷被覆材としてのユニチカ株式会社から市販されているベスキチン（登録商標）が知られている。これは、キチンからなる成形体に軟膏剤を含浸させて創傷被覆材を形成したものである（特許文献１参照）。【０００３】
しかしながら、キチンは、その化学構造に由来する強固な水素結合によって、硬い結晶構造を形成しているため、難溶性を示すことが知られている。この難溶性のため、キチンを溶解または良分散させた溶液または分散体を形成することができず、その利用分野は、キチンの粉体を基材中へ物理的に練り込んで成形体とすることによる用途など、極めて限定されたものであった。また、キチンの難溶性のため、キチンに化学修飾を施そうとしてもそれがスムースに進行せず、これまで、キチンの上記優れた特性を生かすことができなかった。【０００４】
そこで、本発明者らは、上記のように難溶性であるキチンを溶媒中に溶解または良分散させることができれば、キチンの上記優れた特性の利用が容易となることに着眼して鋭意検討を行ったところ、メタノールと塩化カルシウム二水塩を用いた特定の溶媒を用いると、キチンを溶解させることができることを見出すとともに、溶液中に存在するキチンの分子量やアミノ基含量の特性を評価することに成功した（非特許文献１，２参照）。【０００５】
上記のようにして得られたキチン溶液は、高塩濃度とメタノールの毒性のため、これをそのままの形態で一般的な用途に展開することはできず、従って、例えば、化粧品、食品、医薬、医用材料等の分野において、キチンを直接利用し、あるいは、必要に応じてキチンに化学修飾を施した後にこれを利用するためには、上記キチン溶液を所望の各用途において必要とされる溶媒中に完全に溶解または良分散させる技術の開発が求められていた。【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２６５５９１号公報
【非特許文献１】Akihiro Shirai, Kiyohisa Takahashi, Ratana Rujiravanit, Norio Nishi and Seiichi Tokura, Title: Chitin and Chitosan: The Versatile Environmentally Friendly Modern Materials "Regeneration of Chitin Using New Solvent System", Ed. Mat B Zakaria, Wan Mohamed Wan Muda, Md Pauzi Abdullah, Pb. Universiti Kebangsaan Malaysia Press, 1995
【非特許文献２】Seiichi Tokura and Norio Nishi, Title: Chitin and Chitosan: The Versatile Environmentally Friendly Modern Materials "Specification and Characterization of Chitin and Chitosan", Ed. Mat B Zakaria, Wan Mohamed Wan Muda, Md Pauzi Abdullah, Pub. Universiti Kebangsaan Malaysia Press, 1995
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、キチンを所望の広範囲な溶媒中に良分散させ得るキチンスラリー、その製造方法、該キチンスラリーを用いた化粧用、食品用などの各種添加剤を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の主たる態様および好ましい態様は、以下を包含する。
〔１〕  キチンと有機溶媒、酸およびアルカリ水溶液からなる群から選択される溶媒を含んでなり、透過率が１０〜９０％であることを特徴とするキチンスラリー。
〔２〕  溶媒は、一価または多価アルコールおよび苛性アルカリ類からなる群から選択される、〔１〕に記載のキチンスラリー。
〔３〕  溶媒は、水酸化ナトリウム水溶液、グリセリン、トルエン、シリコーンオイル、エチレングリコールおよびブチレングリコールからなる群から選択される、〔１〕に記載のキチンスラリー。
〔４〕  化粧用添加剤としての〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載のキチンスラリー。
〔５〕  食品用添加剤としての〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載のキチンスラリー。
〔６〕  医療材料用添加剤としての〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載のキチンスラリー。
〔７〕  〔１〕〜〔６〕のいずれかに記載のキチンスラリーを製造する方法であって、
ａ）ハロゲン化カルシウム水和物の飽和アルコール中にキチンを溶解してキチン溶液を得る工程；
ｂ）キチン溶液を水で希釈し、必要に応じて生成したキチンの沈殿を水洗し、溶液中に含まれるカルシウムイオンとアルコールを水分子で置換して、キチン水和物スラリーを得る工程；
ｃ）キチン水和物スラリーに親水性溶媒を添加し、キチン水和物スラリー中に含まれる水分子を該親水性溶媒で置換して、キチンゲルを得る工程；および
ｄ）キチンゲルに有機溶媒、酸およびアルカリ水溶液からなる群から選択される溶媒を添加し、キチンゲル中に含まれる親水性溶媒を該溶媒で置換して、キチンスラリーを得る工程
を含んでなる、方法。
〔８〕  工程ｃ）における親水性溶媒は、メタノールおよびエタノールからなる群から選択されるアルコールである、〔７〕に記載の方法。
〔９〕  工程ｄ）における溶媒は、水酸化ナトリウム水溶液およびエチレングリコールからなる群から選択される、〔７〕〜〔８〕のいずれかに記載のキチンスラリー。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例３において、異なったエタノール置換度による熱特性プロファイル（示唆熱）を示す（縦軸は示唆熱(DTA)でArbitrary Unit、横軸は温度、EtOHの％は推定エタノール含有量を表す）。
【図２】実施例３において、エタノール置換前の純粋な水和キチンスラリーの熱特性プロファイルを示す。
【図３】実施例３において、エタノール置換度２１％のキチンスラリーの熱特性プロファイルを示す。
【図４】実施例３において、エタノール置換度４６％のキチンスラリーの熱特性プロファイルを示す。
【図５】実施例３において、エタノール置換度６３％のキチンスラリーの熱特性プロファイルを示す。
【図６】実施例３において、エタノール置換度８５％のキチンスラリーの熱特性プロファイルを示す。
【図７】実施例３において、エタノール置換度９１％のキチンスラリーの熱特性プロファイルを示す。
【図８】実施例３において、エタノール置換度９５％のキチンスラリーの熱特性プロファイルを示す。
【図９】実施例３において、エタノール置換度９７％のキチンスラリーの熱特性プロファイルを示す。
【図１０】実施例３において、エタノール置換度１００％のキチンスラリーの熱特性プロファイルを示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
上記のように、メタノールと塩化カルシウム二水塩を用いた特定の溶媒（以下、カルシウム溶媒とも称する）を用いて得られたキチン溶液中では、溶媒がキチンの硬い結晶構造を崩してキチン分子内部まで浸透した結果、溶解状態が得られたものであって、溶媒和の効果による溶解であることが判明した。そこで、本発明者らは、第一の発見において、まずキチン溶液を水で希釈することによって、カルシウム溶媒が水分子と置換したキチン水和物スラリー（以下、水和キチンゲル、水和キチンスラリーと称することもある）が生成することを見出した。【００１１】
第二の発見として、次に、上記の水和キチンゲルにおいて、キチン分子の周囲に凝集している水分子を特定のアルコールで置換してアルコール和したキチンスラリーを得ることによって、このキチンスラリーを利用して、その後に、キチンスラリー中のアルコールを、該アルコールと親和性の高い他の有機溶媒と順次置換することが可能となり、所望の様々な用途に展開することのできる各種の溶媒和したキチンを分散させ得ることを見出した。【００１２】
このような溶媒は、極性、非極性を問わず、多種多様な溶媒の組み合わせが可能であり、後述のとおり、例えば、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ニトロベンゼン、エチレングリコール等がこれに含まれる。このように、極性、非極性を問わず、多種多様な溶媒を組み合わせることにより、キチン分子の環境を任意に変えることが可能となり、その結果、キチンの化学修飾に好適な環境を提供できることがわかった。【００１３】
本発明において、溶媒中に分散させるべきキチンとは、一般に、カニやエビなどの甲殻類の殻、昆虫の表皮、イカなどの骨格、キノコなどの細菌細胞壁から得られる多糖類（ポリＮ−アセチル−Ｄ−グルコサミン）であって、通常は、粉体の性状を有している。本発明では、市販されている任意のキチンを使用することができ、微生物を利用して製造されたものであってもよい。また、α型およびβ型を含むいかなる立体構造を有するものであってもよい。本発明におけるキチンの重量平均分子量は、好ましくは５×１０３〜５×１０６、より好ましくは５×１０４〜５×１０６、さらに好ましくは５×１０４〜５×１０５の範囲である。【００１４】
本発明のキチンスラリーにおいて、キチンを分散させ得る媒体は、キチンスラリーの用途や使用目的に応じて、有機溶媒、酸および／またはアルカリ水溶液が選択される。
キチンスラリーの用途や使用目的としては、例えば、繊維、フィルム、不織布、化粧品、食品、医薬、医用材料等の用途において配合物中に添加すべき形態におけるキチンの分散溶媒として使用するものであってもよいし、若しくは、キチンをさらに化学修飾するための原料（環境調整剤）として使用するものであってもよい。【００１５】
有機溶媒としては、極性溶媒および非極性のいずれを使用することも可能であり、例えば、アルコール類、ベンゼン、ニトロベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレン、エチルベンゼン、スチレン、アニリン、ニトロベンゼンなどの芳香族化合物、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、塩化メチレン、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、シリコーンオイル等がこれに含まれる。
このようなアルコール類としては、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、イソブチルアルコール、２−ブタノール、ｔ−ブタノール、アリルアルコール等の一価アルコール、並びにエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコールなどのグリコール類およびグリセリン等の多価アルコールがこれに含まれる。【００１６】
酸は、アシル化、アルキル化等、触媒反応の目的などで使用されるものであって、例えば過塩素酸、塩酸、硫酸、メタンスルホン酸等が挙げられる。
アルカリは、アシル化、アルキル化反応中間体合成の目的などで使用されるものであって、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化リチウム、水酸化バリウム等が挙げられる。【００１７】
本発明における上記溶媒としては、好適には、一価または多価アルコールおよび苛性アルカリ類からなる群から選択される。なかでも、中性で均一分散性を発現させる観点から、エチレングリコール、水酸化ナトリウムを使用することが好ましい。また、水酸化ナトリウム等のアルカリ類は、キチンのアシル化やアルキル化への中間体であるが、脱アセチル化を起こさないために、出来るだけ低濃度とすることが好ましい。【００１８】
キチンスラリー中のキチン含量は、その使用目的や用途に応じて任意に設定し得るが、通常は０．１重量％以上、好ましくは０．５重量％以上、より好ましくは１重量％以上、さらに好ましくは２重量％以上に設定し、通常は１５重量％以下、好ましくは６重量％以下、より好ましくは５重量％以下、さらに好ましくは３重量％以下に設定する。【００１９】
従来、キチンの難溶性ゆえに、キチンを溶媒中に分散させることは極めて困難とされていたが、本発明によるキチンスラリーは、通常、溶媒中にキチンが膨潤状態で均一に良分散したものである。
そのような本発明のキチンスラリーは、可視域分光光度計によって測定される５５０ｎｍでの可視光線透過率は、１０〜９０％であるという特徴を有する。好適には、本発明のキチンスラリーの可視光線透過率は４０％以上であり、より好ましくは６０％以上である。本発明のキチンスラリーの可視光線透過率は、通常９０％以下であるが、ある場合には８０％以下、別の場合には７０％以下であり得る。【００２０】
スラリー中に分散するキチンの粒度は、好ましくは１〜１００μｍ、より好ましくは５〜５０μｍ、さらに好ましくは５〜１０μｍである。スラリー中に分散するキチンの粒度は、例えば顕微鏡によって測定することができる。【００２１】
本発明のキチンスラリーは、繊維、フィルム、不織布、化粧品、食品、医薬、医用材料の用途を含む、様々な用途に使用でき、そのような用途には、各種添加剤としての用途、もしくは、キチンをさらに化学修飾するための原料（環境調整剤）としての用途が含まれる。
このような添加剤としては、保湿性、生理活性、生体適合性など、キチンの様々な優れた特性を付与し得る、化粧用、食品用または医療材料用の添加剤として本発明のキチンスラリーを使用するのが特に有利である。【００２２】
キチンのさらなる化学修飾としては、キチンを直接または間接に化学修飾して、例えばカルボキシル基、アミノ基、水酸基、ハロゲン基、アミノエチル基、リン酸基、硫酸基、芳香族誘導体などの官能基を導入することが含まれる。Ｏ−アルキル化反応でカルボキシル基やメチル基等を導入することも、本発明におけるキチンの化学修飾の範囲に含まれる。例えば、Ｏ−アルキルキチン誘導体を脱Ｎ−アセチル化してＯ−アルキルキトサンとすること、Ｏ−アルキルキトサンのアミノ基をさらに化学修飾して別種の官能基を導入することも、本発明におけるキチンの化学修飾の範囲に含まれる。【００２３】
次に、本発明のキチンスラリーを製造する方法について説明する。本発明のキチンスラリーの好適な製造方法は、
ａ）ハロゲン化カルシウム水和物の飽和アルコール中にキチンを溶解してキチン溶液を得る工程；
ｂ）キチン溶液を水で希釈し、必要に応じて生成したキチンの沈殿を水洗し、好適には水洗をくり返し、溶液中に含まれるカルシウムイオンとアルコールを水分子で置換して、キチン水和物スラリーを得る工程；
ｃ）キチン水和物スラリーに親水性溶媒を添加し、キチン水和物スラリー中に含まれる水分子を該親水性溶媒で置換して、キチンゲルを得る工程；および
ｄ）キチンゲルに有機溶媒、酸およびアルカリ水溶液からなる群から選択される溶媒を添加し、キチンゲル中に含まれる親水性溶媒を該溶媒で置換して、キチンスラリーを得る工程
を含んでなる。【００２４】
上記の工程ａ）では、ハロゲン化カルシウム水和物で飽和させたアルコール中にキチンを溶解してキチン溶液を得る。溶媒としてハロゲン化カルシウム水和物で飽和させたアルコールを用いることにより、難溶性を示すキチンの硬い結晶構造を崩して溶媒をキチン分子内部まで浸透させることが可能となり、溶媒和が生じた結果拡がった分子構造になり、溶解状態のキチン溶液を得ることができる。
ある実施形態においては、キチン粉末を上記の溶媒中に、好ましくは０．１〜５％（ｗ／ｖ）、より好ましくは０．５〜２％（ｗ／ｖ）となるような濃度で添加し、好ましくは２０〜７０℃、より好ましくは４０℃〜７０℃の温度で、還流下充分撹拌しながら溶解させる。使用するキチンの分子量の大きさに応じて、溶媒中のキチン濃度を調節することが好ましい。【００２５】
上記の工程ｂ）では、工程ａ）で得たキチン溶液を水で希釈し、必要に応じて生成したキチンの沈殿を水洗し、溶液中に含まれるカルシウムイオンとアルコールを水分子で置換して、キチン水和物スラリーを得る。
ある実施形態においては、工程ａ）で得たキチン溶液を室温に冷却後、濾布（ネル）で不溶部を除去する。その後、蒸留水で希釈する。その際の希釈濃度は、好ましくは０．００１〜０．５％（ｗ／ｖ）、より好ましくは０．００１〜０．０１％（ｗ／ｖ）である。蒸留水で希釈すると通常キチンが沈澱するので、これを集めて十分水洗をして、アルコール（メタノール）とカルシウムイオンを除去する。最終的に、遠心法によって、通常は０．１％（ｗ／ｖ）以上、好ましくは１（ｗ／ｖ）以上、より好ましくは２（ｗ／ｖ）以上であって、通常は１５％（ｗ／ｖ）以下、好ましくは６（ｗ／ｖ）以下、より好ましくは５（ｗ／ｖ）以下、さらに好ましくは４（ｗ／ｖ）以下に、水分を調節して、キチン水和物スラリーないしは水和キチンゲルを得ることができる。【００２６】
上記の工程ｃ）では、工程ｂ）で得たキチン水和物スラリーに親水性溶媒を添加し、キチン水和物スラリー中に含まれる水分子を該親水性溶媒で置換して、溶媒和したキチンゲルを得る。
工程ｃ）において、キチン水和物スラリーに添加すべき親水性溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、イソブチルアルコール、２−ブタノール、ｔ−ブタノール、アリルアルコール等の一価アルコールを挙げることができるが、これらに限定されない。本発明においては、特にメタノールおよびエタノールからなる群から選択されるアルコールを使用すると、キチン水和物スラリー中に含まれる水分子との置換を好適に完結させることができる。【００２７】
ある実施形態においては、工程ｂ）で得たキチン水和物スラリーに好ましくは１０〜１００％（ｖ／ｖ）、より好ましくは９０〜１００％（ｖ／ｖ）となるような濃度でアルコールを添加して充分に撹拌し、３０分〜１時間静置した後、遠心分離して、所定容量のスラリーに調節する。この操作を数回、好ましくは２〜４回繰り返して、キチン水和物スラリー中に含まれる水分子との置換を完結させることにより、アルコール溶媒中のキチンゲルを得ることができる。【００２８】
ある実施形態においては、上記の遠心分離操作に代えて、またはこれに加えて、置換前の溶媒の沸点と置換後の溶媒の沸点の差異を利用して蒸留によって溶媒置換を実施することができる。蒸留による溶媒置換は、とりわけ、高粘度の溶媒を用いる場合およびキチンの濃度を高めたい場合に、効率よく溶媒置換を行うことができることから好ましい。蒸留による溶媒置換を実施する場合、置換後の溶媒が置換前の溶媒より沸点が明確に高い領域にあることが重要である。例えば、キチン水和物スラリーからエタノール和キチンに溶媒置換し、溶媒を低沸点のエタノールとすることによって、蒸留による溶媒置換を容易に活用することができる。【００２９】
以上の操作によって得たアルコール溶媒中のキチンゲルを溶媒置換素地キチンとして、アルコールと親和性の高い他の有機溶媒、酸およびアルカリ水溶液からなる群から選択される溶媒と順次置換することによって、本発明による最終的なキチンスラリーを好適に得ることができる。【００３０】
上記の工程ｄ）では、工程ｃ）で得たキチンゲルに、有機溶媒、酸およびアルカリ水溶液からなる群から選択される溶媒を添加し、キチンゲル中に含まれる親水性溶媒を該溶媒で置換して、溶媒和したキチンスラリーを得る。
工程ｄ）で使用する有機溶媒、酸およびアルカリ水溶液としては、キチンを分散させたキチンスラリーの用途や使用目的に応じて、適宜選択される。
キチンスラリーの用途や使用目的としては、例えば、繊維、フィルム、不織布、化粧品、食品、医薬、医用材料等の用途において配合物中に添加すべき形態におけるキチンの分散溶媒として使用するものであってもよいし、若しくは、キチンをさらに化学修飾するための原料（環境調整剤）として使用するものであってもよい。
特に、キチンを溶媒中に良分散させて本発明のキチンスラリーを構成することによって、キチンを配合すべき所望の目的物に対して、保湿性、生理活性、生体適合性など、キチンの様々な優れた特性を付与し得る。なかでも、化粧用、食品用または医療材料用の添加剤として本発明のキチンスラリーを使用するのが特に有利である。【００３１】
有機溶媒としては、極性溶媒および非極性のいずれを使用することも可能であり、例えば、アルコール類、ベンゼン、ニトロベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレン、エチルベンゼン、スチレン、アニリン、ニトロベンゼンなどの芳香族化合物、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、塩化メチレン、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、シリコーンオイル等がこれに含まれる。
このようなアルコール類としては、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、イソブチルアルコール、２−ブタノール、ｔ−ブタノール、アリルアルコール等の一価アルコール、並びにエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコールなどのグリコール類およびグリセリン等の多価アルコールがこれに含まれる。【００３２】
酸は、アシル化、アルキル化等、触媒反応の目的などで使用されるものであって、例えば過塩素酸、塩酸、硫酸、メタンスルホン酸等が挙げられる。
アルカリは、アシル化、アルキル化反応中間体合成の目的などで使用されるものであって、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化リチウム、水酸化バリウム等が挙げられる。【００３３】
本発明における上記溶媒としては、好適には、一価または多価アルコールおよび苛性アルカリ類からなる群から選択される。なかでも、中性で均一分散性を発現させる観点から、エチレングリコール、水酸化ナトリウムを使用することが好ましい。また、水酸化ナトリウム等のアルカリ類は、キチンのアシル化やアルキル化への中間体であるが、脱アセチル化を起こさないために、出来るだけ低濃度とすることが好ましい。【００３４】
キチンスラリー中のキチン含量は、その使用目的や用途に応じて任意に設定し得るが、通常は０．１重量％以上、好ましくは０５重量％以上、より好ましくは１重量％以上、さらに好ましくは２重量％以上に設定し、通常は１５重量％以下、好ましくは６重量％以下、より好ましくは５重量％以下、さらに好ましくは４重量％以下、よりさらに好ましくは３重量％以下、特に好ましくは２重量％以下に設定する。【００３５】
本発明において、キチン水和物スラリーから他の溶媒へ、そして最終目的の溶媒まで溶媒置換を実施する際、以下に示す溶媒置換進展測定法を用いることによって、目的とする溶媒への置換の進展（すなわち置換の度合い）および目的とする溶媒への置換の完了を確認することができる。【００３６】
〔溶媒置換進展測定法〕
１．本発明の方法に従って得られた水和キチンスラリーを、示差熱測定装置（株式会社  島津製作所製、「島津示差熱・熱重量同時測定装置」ＤＴＧ−６０）を使用して、空気雰囲気下で室温から４００℃（昇温速度５℃／ｍｉｎ）まで熱特性を測定し、加熱重量減分析（ＴＧＡ）および示差熱分析（ＤＴＡ）を行う（以下、ＤＴＡ−ＴＧとも称する。）。
２．置換目的の溶媒について、上記と同様にして熱特性を測定する。
３．本発明の方法に従って溶媒置換を実施する。
４．上記溶媒置換によって得られたキチンのスラリーまたはゲルについて、上記と同様にして熱特性を測定する。
５．示差熱分析（ＤＴＡ）によって得られた溶液の吸熱ピークから、置換度合いを確認する。
６．最終目的の溶媒まで上記の溶媒置換と熱測定を繰り返すことによって、最終目的とする溶媒への置換が完了したことを確認する。【００３７】
また、以下の方法を用いることによって、本発明によるキチンスラリーが最終目的の溶媒まで置換されて溶媒和した状態であることを確認することができる。
１．本発明の方法に従って得られたキチン水和物スラリーまたはキチンゲルについて、上記と同様にして熱特性を測定し示差熱プロファイルを得る。同様にして、キチン水和物スラリーまたはキチンゲルに用いられた水または溶媒の示差熱プロファイルを得る。さらに、最終目的とする溶媒の示差熱プロファイルを得る。
２．本発明の方法に従って溶媒置換を実施する。
３．上記溶媒置換によって得られた最終目的のキチンスラリーを２４時間以上室温で静置し、分離が生じないことを目視で確認する。
４．最終目的のキチンスラリーの熱特性を測定し示差熱プロファイルを得る。
５．上記の各示差熱プロファイルを比較することによって、最終目的の溶媒に置換されていることを確認する。
６．最終目的のキチンスラリーを室温にて３０日以上静置し、分離や沈殿などがないことを目視にて確認し、安定な状態の溶媒和したキチンスラリーとなっていることを確認する。【００３８】
本発明のキチンスラリーには、必要に応じて、甘味料、着色料、保存料、増粘安定剤、酸化防止剤、漂白剤、調味料、苦味料等、酸味料、強化剤、香料、香辛料、製造用剤、酵素、ガムベース、光沢剤、乳化剤、増粘剤、皮膜形成剤、金属イオン封鎖剤、アルカリ剤、油性原料、保湿剤、薬剤、植物抽出エキス等の添加物を配合させることができる。この場合の添加物の添加量は、目的に応じて適宜選択することができる。【００３９】
本発明のキチンスラリーは、キチンおよびキトサンの適用分野に適用することが可能である。すなわち、以下の適用分野に適用することができる。
（１）化粧品分野：ヘルスケア、スキンケア、ヘアケア、オーラルケア、アンチエイジング用等のクリーム、クレンジング等（保湿剤、増粘剤、炎症抑制、紫外線、ヘアダメージ抑制、皮膚ダメージ抑制、皮膚再生）、忌避剤等、
（２）食品分野：腸内代謝改善（乳酸菌増殖、乳糖の消化に必要なβガラクシトーゼの生産促進）、免疫力増強、パンのふくらみ向上、ヒアルロン酸産生促進、変形関節症の予防・改善用等の健康食品、機能性食品等、
（３）医療分野：創傷治癒剤（材）、不織布、人工皮膚、手術用縫合糸、クリーム、医薬品（薬、不織布形状でがん細胞増殖抑制、免疫増強作用（がん細胞増殖抑制や日和見感染菌−Ｌｉｓｅｒａ  ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎｅｓに対する防御効果）、乳酸菌増殖、乳糖の消化に必要なβガラクシトーゼの生産促進、ヒアルロン酸産生促進、変形関節症の予防・改善、炎症改善、治癒（口内炎、歯肉炎、歯槽膿漏等も含む）、鎮痛抑制剤、止血剤、殺菌剤）、生体材料（骨、歯等）等、
（４）植物分野：土壌改良材、植物防除材等、
（５）バイオ分野：細胞増殖用基材等、
（６）成形材料分野：プラスチック製品へのフィラー（増粘剤、生分解素材）、天然素材成形品、フィルム等、
（７）増粘剤等。
【実施例】
【００４０】
以下、本発明の有効性について実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下の実施例における物性の評価方法は以下の通りである。【００４１】
１．キチンスラリーの透過率
キチンスラリーの透過率は、以下の条件で、５５０ｎｍでの可視光線透過率を測定することにより行った。
セル：０．１ｃｍまたは１．０ｃｍのガラスセル
測定方法：生成するゲルを上記ガラスセル中に注入、または、ゲルを所定のガラス板に塗布して、５５０〜６００ｎｍの可視光中で光透過性を測定した。【００４２】
〔調製例１：カルシウム溶媒の調製〕
１００ｍＬの市販一級メタノールに、塩化カルシウム・２水塩約８４ｇを加えて４０〜５０℃で約４時間撹拌し、その後約１５時間、室温にて放置した。次に、濾布を使ったろ過によって不溶部を除去し、得られた溶液を、カルシウム溶媒とした。【００４３】
〔調製例２：溶媒置換素地キチンの調製〕
キチン粉末（品番：キチンＴＣ−Ｌ、重量平均分子量１×１０５、株式会社共和テクノス製）２ｇを１００ｍＬのカルシウム溶媒に４０〜５０℃で還流下に充分撹拌しながら溶解させた。室温に冷却後、濾布（ネル）で不溶部を除去した後、１Ｌの蒸留水で希釈した。キチンが沈澱したため、これを集めて十分に水洗し、メタノールとカルシウムイオンを除去した。その後、遠心脱水機（Ｈ−１．２２、株式会社コクサン製）を用いて遠心法により、水洗し、カルシウム塩を完全に除去した。水分を調節して、１００ｍＬの水和キチンゲル（キチン水和物スラリー）を得た。カルシウム塩の完全除去については、電導計を用い、濾液の電導度が脱イオン水と同じであることを確認した。【００４４】
次に、このキチン水和物スラリー１００ｍＬに５０ｍＬのエタノールを加えて充分撹拌し、３０〜６０分間静置後、遠心分離機（ＣＮ−８２０、アズワン株式会社製）を用いて遠心分離を行い、１００ｍＬのスラリーに容量を調節した。この操作を３〜５回繰り返して水分子との置換を完結させ、キチンが均一分散したキチンゲルを得た。【００４５】
〔実施例１：ＥＧ溶媒和スラリーとしてのキチンスラリーの調製〕
調製例２で得た１００ｍＬのキチンゲル（溶媒和素地キチン）に、室温下で、５０ｍＬのエチレングリコールを加えて充分撹拌した。０．５〜１時間静置した後、遠心分離機（ＣＮ−８２０、アズワン株式会社製）を用いて遠心分離を行い、１００ｍＬの試料を得た。この操作を２０回繰り返して溶媒置換を完結させた。得られた溶媒和スラリーとしてのキチンスラリーは、０．１ｃｍ厚のガラス板にこのスラリーを塗布後パワーメーター（４０７Ａ，Ｓｐｅｃｔｒａ−Ｐｈｙｓｉｃｓ社製）を用いて透過率を測定した結果、以下の特性を有していた。
透過率：エチレングリコールを対照として７１％
化粧用、食品用または医療材料用の添加剤として使用するため、キチンスラリーを３０分間オートクレーブ処理（１２０℃）して滅菌した。【００４６】
〔実施例２：アルカリを溶媒とするキチンスラリーの調製〕
調製例２で得た１００ｍＬのキチンゲル（溶媒和素地キチン）に、４〜３５％（ｗ／ｗ）の範囲で各種濃度の水酸化ナトリウム水溶液を加えた。これを−２０℃の温度で一夜凍結させた後、室温で解凍してから、５５０ｎｍでの透過率を測定した。
その結果を表１に示す。【００４７】
【表１】
2008156109.tif 000002
【００４８】
表１に示すように、キチンスラリー含有水酸化ナトリウム水溶液は、６％（ｗ／ｗ）ＮａＯＨ濃度で早くもほぼ透明になり、マーセル化が進んだことを示唆した。
一方、キチン粉末を、直接、水酸化ナトリウム水溶液に分散させようと試みたが、１８％（ｗ／ｗ）ＮａＯＨ濃度としても、透過率は２％程度であり、透明液は得られなかった（比較例１）。すなわち、本発明によるキチンスラリーでは、水和が充分に進行していることを示唆している。【００４９】
〔実施例３：エタノールを溶媒とするキチンスラリーの調製〕
調製例１および調製例２と同様にして、キチン水和物スラリー（キチン濃度５．６重量％）を得た。このキチン水和物スラリー８０ｇを遠心分離機（卓上遠心機Ｈ１０３Ｎ、株式会社コクサン製）にて２６００r.p.m.で遠心分離を行い、水を分離した（上部に水、下部にキチン）。その後、上澄み部分の水を廃棄した。次に、廃棄された水と同重量のエタノールを下部のキチンに添加して混合した。得られたスラリー中のエタノールと水の割合（重量比）は０．２１：０．７９であった。そして、上記と同じ条件で遠心分離を行った。分離された上澄み液を廃棄し、廃棄された液と同重量のエタノールを添加して混合した。
分離した上澄み液の水とエタノールの構成比は遠心分離前のキチンスラリー中の同構成比と同じであると仮定して、エタノールを添加および混合後のキチンスラリー中の水とエタノールの構成比を計算すると０．５４：０．４６であった。【００５０】
ここで、上記の計算方法について、下記例を挙げて説明する。
ａ．１００ｇの純粋なキチンスラリーから水５０ｇを分離し（単純化のため、キチンの構成比を０とする）、エタノール５０ｇを添加および混合したとすると、エタノール５０重量％・水５０重量％が混合されたキチンとなる。
ｂ．さらに遠心分離して溶液５０ｇを分離したとすると、この分離した溶液の構成比は遠心分離前の溶液（エタノール５０重量％・水５０重量％混合キチン）と同じで、水２５ｇ、エタノール２５ｇであったと仮定する。さらにエタノール５０ｇを添加すると、水が２５ｇ、エタノールが７５ｇであるため、エタノール７５重量％（水２５重量％）のキチンと計算される。
ｃ．上記の計算を繰り返す。【００５１】
上記の操作を繰り返しながら、上述の方法に従って熱特性を測定し（ＤＴＡ−ＴＧＡ）、対応する示差熱プロファイルを得た。エタノール置換前（エタノール置換度０％）および様々なエタノール置換度のキチンスラリーにおける熱特性プロファイルを図１〜図５に示す。エタノール置換度は、遠心分離機でキチン水和物スラリーを濃縮後にエタノールを加え、よく撹拌後一分静置し、さらに遠心分離機による濃縮およびエタノールの追加を繰り返した際の、上澄み液を差し引いたエタノール分率の計算値である。図１では、右から、水→エタノールキチンへとエタノール置換度に応じて示差熱ピークが移動したことが判る。なお、縦軸の熱量は測定量によって変化するため、ここでは、ピーク温度（横軸）が移動したことが重要である。
これらの結果から、キチンスラリーの温度ピークが水側からエタノール側に移動していることが判り、最終的に、ピークとしての水部分がほぼなくなっていることが確認できた。従って、置換の進展が熱特性の測定によって確認された。
このように、溶媒置換の進展に伴って、示差熱のピークが置換前の溶媒（この場合は水）から置換後の溶媒（この場合はエタノール）へ移動することが確認された。この実施例によって得られた溶媒和したキチン（キチンスラリー）の透過率は８１％であった。【００５２】
〔実施例４：蒸留法を使用した、グリセリンを溶媒とする高濃度キチンスラリーの調製〕
実施例３と同様にして、エタノールを溶媒とするキチンスラリー（キチン濃度３．５重量％）を得た。このエタノール和キチン１８．２０ｇとグリセリン（シグマアルドリッチジャパン製 試薬特級 グリセロール）２８．９４ｇを混合した。次いで、ホットプレートを用いて上記混合溶液をグリセリン和キチンの濃度が６．６重量％になるように１１０℃で１時間２０分間加熱蒸留し、混合溶液の重量が３０ｇとなるように調節した。実施例３と同様にして熱特性を測定したところ（ＤＴＡ−ＴＧＡ）、エタノールからグリセリンへ溶媒置換されていることが確認された。この実施例によって得られた溶媒和したキチン（キチンスラリー）の透過率は９０％であった。【００５３】
〔実施例５：真空ロータリーエバポレーターを使用する蒸留による溶媒置換〕
調製例１および調製例２と同様にして、キチン水和物スラリー（キチン濃度４重量％）を得た。このキチン水和物スラリー５００ｇとエタノール１３５０ｇを混合し遠心分離を行うことによって、エタノール和キチン１６７７ｇを作製した。得られたエタノール和キチンにグリセリン７１３ｇを混合した。混合物を２つに分け、真空ロータリーエバポレータ（ＥＹＥＬＡ社製）を用いて、各混合物を真空および８０℃にて蒸留することにより、グリセリン和キチン（キチン濃度２〜４重量％）６７０ｇを得た。実施例３と同様にして熱特性を測定したところ（ＤＴＡ−ＴＧＡ）、グリセリンへ溶媒置換されていることが確認された。この実施例によって得られた溶媒和したキチン（キチンスラリー）の透過率は９０％であった。
上記実施例の結果、大量のグリセリン和キチンを作製するために、真空ロータリーエバポレーターを使用した蒸留による溶媒置換が有効であることが判った。【００５４】
〔実施例６：蒸留法を使用した、ブチレングリコールを溶媒とする高濃度キチンスラリーの調製〕
調製例１および調製例２と同様にして、キチン水和物スラリー（キチン濃度２重量％）を得た。このキチン水和物スラリー２０．０８３３ｇとブチレングリコール４．６４ｇを混合した。混合物をホットプレート上で６５℃にて加熱し、４．７９ｇグラムまで蒸留を行うことにより、キチン濃度が８％の高濃度ブチレングリコールキチンを得た。実施例３と同様にして熱特性を測定したところ（ＤＴＡ−ＴＧＡ）、ブチレングリコールへ溶媒置換されていることが確認された。この実施例によって得られた溶媒和したキチン（キチンスラリー）の透過率は５１％であった。【００５５】
〔実施例７：トルエンを溶媒とするキチンスラリーの調製〕
実施例３と同様にして、エタノールを溶媒とするエタノール和キチンスラリー（キチン濃度５重量％）を得、実施例３と同様の手順で以下のようにしてエタノールとトルエンの置換を行った。得られたエタノール和キチン５８ｇを遠心分離機（卓上遠心機Ｈ１０３Ｎ、株式会社コクサン製）にて２６００r.p.m.で遠心分離を行い、水を分離した（上部にエタノール、下部にキチン）。その後、上澄み部分のエタノールを廃棄した。次に、廃棄されたエタノールと同重量のトルエンを下部のキチンに添加して混合した。そして、上記と同じ条件で遠心分離を行った。分離された上澄み液を廃棄し、廃棄された液と同重量のトルエンを添加して混合した。
上記の操作を繰り返しながら、上述の方法に従って熱特性を測定し（ＤＴＡ−ＴＧＡ）、対応する示差熱プロファイルを得、最終的に、ピークとしてのエタノール部分がほぼなくなっていることが確認できた。この実施例によって得られた溶媒和したキチン（キチンスラリー）の透過率は８１％であった。【００５６】
〔実施例８：シリコーンオイルを溶媒とするキチンスラリーの調製〕
実施例３と同様にして、エタノールを溶媒とするエタノール和キチンスラリー（キチン濃度６．５重量％）を得た。このエタノール和キチン４ｇとシリコーンオイル４ｍｌを混合し遠心分離を行った後、上澄みを廃棄した。得られた分離物にシリコーンオイル４ｍｌを添加し、遠心分離後、上澄み液を廃棄した。この操作を４回繰り返した後、得られた分離物にシリコーンオイル４ｍｌを添加し、ホットプレート（６５℃）上でエタノールを蒸留した。実施例３と同様にして熱特性を測定したところ（ＤＴＡ−ＴＧＡ）、シリコーンオイルへ溶媒置換されていることが確認された。この実施例によって得られた溶媒和したキチン（キチンスラリー）の透過率は３９％であった。【００５７】
〔実施例９：シリコーンオイルを溶媒とするキチンスラリーの調製〕
実施例３と同様にして、エタノールを溶媒とするエタノール和キチンスラリー（キチン濃度６．５重量％）を得た。このエタノール和キチン４ｇと変性シリコーンオイル（東レ・ダウコーニング株式会社製 SH556 Fluid、フェニル変性）４ｍｌを混合し遠心分離を行った後、上澄みを廃棄した。得られた分離物に変性シリコーンオイル４ｍｌを添加し、遠心分離後、上澄み液を廃棄した。この操作を４回繰り返した後、得られた分離物に変性シリコーンオイル４ｍｌを添加し、ホットプレート（６５℃）上でエタノールを蒸留した。実施例３と同様にして熱特性を測定したところ（ＤＴＡ−ＴＧＡ）、変性シリコーンオイルへ溶媒置換されていることが確認された。この実施例によって得られた溶媒和したキチン（キチンスラリー）の透過率は８２％であった。【００５８】
〔比較例１〕
調製例１および調製例２と同様にして、キチン水和物スラリー（キチン濃度  ５．９重量％）を得た。５０ｍｌ試験管に、このキチン水和物スラリー２０ｍｌと、これと同量のトルエンを加えた。ホットプレートを用いて加熱し沸騰した水中に試験管を入れ、保温しながら１時間撹拌した。しかしながら、キチン水和物スラリーとトルエンが混合せず、トルエン中で小さな凝集物となったため、トルエンを溶媒とするキチンスラリーは得られなかった。
この結果から、キチン水和物スラリーからエタノール置換してエタノール和キチンを得ることなく、キチン水和物スラリーから直接トルエンへの置換を試みた場合には、溶媒和の状態が得られず、トルエンを溶媒とするキチンスラリーは得られないことが判った。すなわち、予め、キチン水和物スラリーからエタノール置換してエタノール和キチンを得ることが溶媒置換のために有効であることが判った。【００５９】
〔比較例２〕
調製例１および調製例２と同様にして、キチン水和物スラリー（キチン濃度５．９重量％）を得た。５０ｍｌ試験管に、このキチン水和物スラリー２０ｍｌと、これと同量のトルエンを加えた。ホットプレートを用いて加熱し沸騰した水中に試験管を入れ、保温しながら１時間撹拌した。キチン水和物スラリーとトルエンの混合物中にエタノールを添加し、１０分間撹拌した。溶媒中に大きな凝集はなく分散していたが、撹拌を止めると沈殿が生じたため、最終的にトルエンを溶媒とするキチンスラリーは得られなかった。
この結果から、キチン水和物スラリーからエタノール置換してエタノール和キチンを得ることなく、単にエタノールをトルエンと混合しても、トルエンへの溶媒置換はできないことが判った。すなわち、予め、キチン水和物スラリーからエタノール置換してエタノール和キチンを得ることが溶媒置換のために有効であることが判った。【００６０】
〔比較例３〕
調製例１および調製例２と同様にして、キチン水和物スラリー（キチン濃度８．９重量％）を得た。このキチン水和物スラリー５０ｇと、これと同量のグリセリンを混合した。次いで、実施例４と同様にして、ホットプレートを用いて上記混合溶液を１１０℃で３時間１０分間加熱し、蒸留を行った。実施例３と同様にして熱特性を測定したところ（ＤＴＡ−ＴＧＡ）、グリセリン和キチンのＤＴＡ曲線に加えて水と推定される吸熱のショルダーが観察された。
この結果から、グリセリンの場合には、水和キチンスラリーから直接グリセリン和キチンに置換されうるが、水和状態も残っていると判断した。これは水和が強固のためにグリセリンへの置換が効率的に行われないためであると考えられる。よってグリセリンの場合、エタノール和キチンを介さなくとも置換自体は可能であるが、非効率であり、また水和状態が解消されない低品質のグリセリン和キチンとなった。すなわち、予め、キチン水和物スラリーからエタノール置換してエタノール和キチンを得ることが溶媒置換のために有効であることが判った。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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