(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a)澱粉粒子を湿熱処理することにより澱粉の中空粒子を得る工程；および
(b)得られる中空湿熱澱粉粒子に澱粉分解能を有する酵素を作用させて多孔性ととする工程；
を包含する中空多孔性担体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、内部に中空部を有する湿熱処理澱粉粒子に、澱粉分解能を有する酵素を作用させ中空多孔性となし、当該粒子の中空部及び孔部に、目的物質を担持する機能を持つ中空多孔性澱粉粒子よりなる中空多孔性担体及びその製造方法並びに当該中空多孔性担体を用いた製剤及びその製造方法に関する。本発明の中空多孔性担体に担持した製剤は、制御可能な安定性、持続性、除放性などの機能を付与されているため、医薬品、農薬、香料、肥料などの分野において、優れた効果並びに経済性を発揮することができる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、香料、色素、医薬、農薬、肥料など目的物質の保護、安定化、効力の持続あるいは所定の条件で放出させる手段として、マイクロカプセル中に包接、イオン交換樹脂に結合、ワックス中に分散するなどの技術がある。更に、小型化を目指した方法として、特開平１−１５９０４７では、澱粉粒子を架橋し、この内部を生澱粉分解酵素により分解しマイクロカプセルとしている。また、特開平５−１１２４６９では、澱粉に生澱粉分解酵素を作用させた多孔性澱粉粒よりなる多孔性担体を用いて、目的物質を該多孔性担体の孔部に担持させている。
【０００３】
しかしながら、上記した従来の技術のうち、マイクロカプセル、イオン交換樹脂およびワックスを用いる方法は、効力の持続性や放出条件の制御が難しい。また、特開平１−１５９０４７の方法、すなわち澱粉粒子を架橋した後、生澱粉分解酵素で中空部をつくる方では、架橋反応という煩雑な処理が必要であり、人体に対する架橋剤の毒性も危惧される。さらに、特開平５−１１２４６９では、酵素により未処理の生澱粉を生澱粉分解酵素により分解する結果、多孔性になった澱粉粒子は非常にもろくなり、加熱あるいは撹拌により粒子が崩壊してしまうため、多孔性担体として使用しがたい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、第１に、内部に中空部を有する湿熱処理澱粉粒子に、澱粉分解能を有する酵素を作用させ多孔性となし、当該粒子の中空部及び孔部に、目的物質を担持する機能を持つ中空多孔性澱粉粒子よりなる中空多孔性担体を提供することを目的とする。
【０００５】
第２に、内部に中空部を有する湿熱処理澱粉粒子に、澱粉分解能を有する酵素を作用させ多孔性となし、当該粒子の中空部及び孔部に、目的物質を担持する機能を持つ中空多孔性澱粉粒子とすることで製造する中空多孔性担体の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
第３に、内部に中空部を有する湿熱処理澱粉粒子に、澱粉分解能を有する酵素を作用させ多孔性となし、当該粒子の中空部及び孔部に、目的物質を担持させた製剤を提供することを目的とする。
【０００７】
第４に、内部に中空部を有する湿熱処理澱粉粒子に、澱粉分解能を有する酵素を作用させ多孔性となし、当該粒子の中空部及び孔部に、目的物質を担持させることで製造する製剤の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、(a)澱粉粒子を湿熱処理することにより澱粉の中空粒子を得る工程；および(b)得られる中空湿熱澱粉粒子に澱粉分解能を有する酵素を作用させて多孔性ととする工程；を包含する中空多孔性担体の製造方法を提供するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【０００９】
澱粉粒子を担体として、使用する場合の有利な点は、その粒子サイズがミクロン単位と小さいこと、更に、その粒径分布はアマランサス澱粉の約１μｍから馬鈴薯澱粉の約１００μｍと広く、澱粉の種類を選択することにより保持時間、放出時間の調節が可能なことである。その上、澱粉、特に薬品などで処理されていない澱粉には食品あるいは医薬などの用途において安心して使用できる利点がある。
【００１０】
更に、湿熱処理澱粉粒子を使用する場合の有利な点として、本発明者らが発見し、第３４回澱粉研究懇談会、資料集、２７頁（１９９４年６月）で報告している下記の事実を挙げることができる。通常の澱粉粒子の内部が、澱粉分子で完全に充填され、空隙、空洞が存在しないのに反し、適当な条件で湿熱処理された澱粉粒子の内部には、ほぼ中心部に澱粉粒子の直径の約２分の１以上の大きさの直径を持つ真球状の中空部が存在することである。この中空部の空間は目的物の担持にとってきわめて有利なものである。従って、澱粉分解酵素を作用させ、澱粉粒子の表面から中空部にまで到達する孔を造り、孔部を経て目的物質を粒子の中空部にまで導くことにより、孔部及び中空部に効率よく大量に充填することができる。
【００１１】
更に、本発明者らは、湿熱処理澱粉粒子は、内部が空洞化した分だけ、外側の構造が強化されていることも見出している。例えば、湿熱処理されたコーンスターチの場合、通常、水中、１００℃、強い撹拌下に数１０分の加熱により、やや膨潤するが、崩壊、糊化することはない。一方、未処理のコーンスターチでは、９５℃、２０分の加熱により容易に膨潤、糊化するほど澱粉粒子は脆い。このような澱粉粒子の欠点を改良するため、特開平１−１５９０４７では、エピクロロヒドリン、トリメタリン酸ナトリウムなどで架橋し粒子構造の強化を計っている。
【００１２】
しかしこれらの薬品は人体に対する安全性に問題があり好ましくない。他方、湿熱処理澱粉は、水と熱のみの処理で得られる、天然物と同様な澱粉であり、その上、優れた耐熱性、機械耐性を備えている。従って、湿熱処理澱粉粒子から多孔性担体を製造し、目的物質を担持さすことは、きわめて有意義なことである。
【００１３】
湿熱処理澱粉粒子は、熱的並びに機械的特性が改善されている反面において、澱粉分解性酵素に対する消化性は向上している。例えば、１２５℃、３０分、水分２５％で湿熱処理した澱粉のα-アミラーゼ消化性は、スピターゼＬＨを用い、４０℃、２時間反応後、７０％であるのに対し、未処理のコーンスターチは、同一条件で６％の消化性しか示さなかった。湿熱処理澱粉粒子におけるこのようなアミラーゼ消化性の飛躍的向上は、生澱粉を用いる従来法では、生澱粉分解酵素しか使用が許されなかったのに反し、すべての澱粉分解性酵素の使用が可能であり、酵素の使用量も削減することができ工業上きわめて有利である。更に、湿熱処理澱粉粒子の有利な点は、既に述べたように、粒子の外殻構造が強化されている分だけ、内部は中空部以外の部分も脆くなっているため、酵素による分解も起こり易く、粒子内部の中空部体積は増加し易い。結果として、粒子表面には少ない数の小さい孔を造り、粒子の外殻構造を強固に保ったままで、粒子内部の有効保持体積を増加さすことができる。
【００１４】
本発明で使用する澱粉の種類については、特に制限はなく、通常の澱粉例えばコーンスターチ、ハイアミロースコーンスターチ、馬鈴薯澱粉、小麦澱粉、米澱粉などが挙げられる。
【００１５】
本発明で使用する湿熱処理条件については、特に制限はないが、通常、温度９０から１５０℃、水分１５から４０％、時間１０分から１５時間の範囲で澱粉を処理する。処理条件が弱い場合には、内部の中空部が形成できないか、できてもその体積が小さい。従って、澱粉の種類を考慮した上で、十分大きな中空のできる条件を選ぶことが肝要である。
【００１６】
本発明に用いる澱粉分解酵素としては、湿熱処理澱粉の酵素消化性は格段に向上しているので、上記のように生澱粉分解酵素に限定されることなく、通常のα-アミラーゼ、グルコアミラーゼなど澱粉分解酵素のいずれもが使用できる。
【００１７】
本発明の中空多孔性担体に目的物質を担持させる方法は、特に制限されるものではないが、目的物質が液体の場合には、中空多孔性担体に含浸、混合して担持させる。固体の場合には、粉末にして混合後、ボールミル、ハイブリダイザー（商品名：（株）奈良機械製作所製）などのような機械的方法で担持させることができる。また、溶媒に溶解し、吸収後、溶媒を蒸発乾燥し、担持させる方法などがある。
【００１８】
更に、目的物質を担持した担体を、適当なコーティング材で被覆し安定化することもできる。コーティング材としては、特に制限はなく通常のコーティング材が用いられるが、例えば、蛋白、多糖類、天然樹脂などが例示される。
【００１９】
【実施例】
次に実施例を挙げて本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ制限されるものではない。
【００２０】
実施例１
中空部を有する湿熱処理コーンスターチ粒子の作成
コーンスターチ１０００gを２リットルの耐圧反応層に充填し、撹拌下に真空ポンプで３０mmHgまで減圧にし、ついで過熱スチームを導入し、温度１２５℃で６０分間加熱後、再度１００mmHgまで減圧にし冷却する。得られた湿熱処理澱粉粒子をパラフィンワックスで固定し、マイナス４０℃でマイクロトームにより切断し、走査電子顕微鏡で観察した結果、中心部に澱粉粒子の直径の約２分の１の直径の真球状の中空部が認められた。また、本方法で得られた湿熱処理澱粉は９５℃、３０分以上の撹拌下の加熱においても、粒子の崩壊、糊化は認められなかった。
【００２１】
実施例２
α-アミラーゼによる多孔化
実施例１で得られた中空部を有する湿熱処理コーンスターチ粒子を、以下の条件で酵素分解した。湿熱処理コーンスターチ濃度０．４％、ＢＬＡ（長瀬産業（株）製結晶細菌液化型アミラーゼ）０．００２％、酢酸緩衝液０．０２M(pH ４．８）、温度３５℃、２４時間、撹拌下に反応させた。酵素を失活後、濾過、水洗、乾燥して中空多孔体を得た。顕微鏡観察により、澱粉粒子１個あたり数１０個以上の孔が認められた。フェノール−硫酸法によって測定した可溶化率は５０％であった。
【００２２】
実施例３
ペパーミントオイルの中空多孔性担体への担持
実施例２で得られた中空多孔性担体１００部に対し十分に乾燥した条件下で、ペパーミントオイル１００部を加え、１０分間室温で撹拌し、ペパーミントオイルを中空多孔性担体へ担持した製剤を得た。なお、本担体へ担持できる目的物質は、ペパーミントオイルに限られず、医薬、農薬、肥料なども担持が可能である。
安定保持時間も数か月以上と長く、十分に実用用途へ適応できるものであった。
【００２３】
実施例４
大豆油の中空多孔性担体への担持
実施例２で得られた中空多孔性担体１００部に対し十分に乾燥した条件下で、大豆油７００部を加え、１０分間室温で撹拌し、大豆油を中空多孔性担体へ担持した製剤を得た。
【００２４】
実施例５
中空部を有する湿熱処理馬鈴薯澱粉粒子の作成
馬鈴薯澱粉１０００gを２  の耐圧反応層に充填し、撹拌下に真空ポンプで６０mmHgまで減圧にし、ついで過熱スチームを導入し、温度１３０℃、水分２５％で６０分間加熱後、再度１００mmHgまで減圧し冷却する。得られた湿熱処理澱粉粒子の切断面の走査電子顕微鏡写真は、中心部に澱粉粒子の直径の約２分の１の直径の真球状の中空部を示した。
【００２５】
実施例６
グルコアミラーゼによる多孔化
実施例５で得られた中空部を有する湿熱処理馬鈴薯澱粉粒子を、実施例２と同様の条件でグルコアミラーゼ（天野製薬株式会社、グルクザイムＡＦ６）により分解した。但し、反応時間は１４４時間、撹拌下に行った。酵素を失活後、濾過、水洗、乾燥して中空多孔体を得た。顕微鏡観察により、澱粉粒子には無数の孔が認められた。フェノール−硫酸法によって測定した可溶化率は４５％であった。
【００２６】
実施例７
実施例６で得られた中空多孔性担体１００部に対し十分に乾燥した条件下で、ペパーミントオイル８０部を加え、１０分間室温で撹拌し、ペパーミントオイルを中空多孔性担体へ担持した製剤を得た。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の湿熱処理澱粉粒子を用いた中空多孔性担体は、人体に対し安全で、しかも担持容量が大きく、熱的、機械的性質にも優れている。本中空多孔性担体を用いる目的物質の担持方法は簡単、高効率である。その製剤は安定し、効力の持続性、放出の制御性に優れている。