(57)【要約】【課題】重量平均分子量を制御して低分子化されたスイゼンジノリ多糖体低分子化物及びスイゼンジノリ由来多糖類の低分子化方法を提供する。【解決手段】スイゼンジノリ由来多糖類であって、重量平均分子量が１０００万以下に低分子化されたスイゼンジノリ多糖体低分子化物。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイゼンジノリ由来多糖類であって、重量平均分子量が１０００万以下に低分子化されたスイゼンジノリ多糖体低分子化物。
【請求項２】
温度範囲が１００℃〜２５０℃、圧力範囲が１ＭＰａ〜３０ＭＰａでスイゼンジノリ由来多糖類を加水分解する工程を含み、前記スイゼンジノリ由来多糖類の重量平均分子量を１０００万以下に低分子化することを特徴とするスイゼンジノリ由来多糖類の低分子化方法。
【請求項３】
前記スイゼンジノリ由来多糖類を流通式反応装置にて加水分解することを特徴とする請求項２に記載のスイゼンジノリ由来多糖類の低分子化方法。
【請求項４】
前記温度範囲が１２０℃〜２５０℃であることを特徴とする請求項２又は３に記載のスイゼンジノリ由来多糖類の低分子化方法。
【請求項５】
前記圧力範囲が２ＭＰａ〜１５ＭＰａであることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のスイゼンジノリ由来多糖類の低分子化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医薬原料、化粧品、及び健康食品等に適用可能な水溶性多糖類であるスイゼンジノリ多糖体低分子化物及びスイゼンジノリ由来多糖類の低分子化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医薬原料、化粧品、及び健康食品等への用途として、石油由来の化学合成材料以外の天然由来材料が注目されている。天然由来材料の具体例として、甲殻類から抽出されるアスタキサンチン、及び鶏の鶏冠から抽出されるヒアルロン酸等が産業化されている。
【０００３】
近年、日本固有種の食用藍藻であるスイゼンジノリ（Ａｐｈａｎｏｔｈｅｃｅ ｓａｃｒｕｍ）から抽出される水溶性多糖類であるスイゼンジノリ由来多糖類が注目されている。スイゼンジノリ由来多糖類は硫酸基を有する単糖も含有する分子量１６００万の超高分子量の多糖である（例えば、非特許文献１参照）。スイゼンジノリ由来多糖類の水溶液は、保水力が高く、高粘性を示す特徴を有する。さらに、スイゼンジノリ由来多糖類は、抗炎症作用があることも報告されており、ステロイドに代わる抗炎症薬原料としても期待されている（例えば、非特許文献２参照）。
【０００４】
スイゼンジノリ由来多糖類の優れた保水力を活かす用途として化粧水では、抽出したスイゼンジノリ由来多糖類をそのまま使用することもできる。一方、医薬品原料として考えた場合には、巨大分子では作用機序と分子構造の相関が不明である、高粘度であるため水溶液の濃度が高めらない、注射器での注入が困難であるなどの課題が挙げられる。
【０００５】
低分子化が必要である水溶性多糖類の低分子化方法としては、酸加水分解法、超臨界分解法などが使用されている。しかしながら、通常バッチ式の加熱処理においては、最適温度で所定時間処理をしたとしても、温度を上昇、下降させる際の熱履歴も反映されてしまうため、目的の重量平均分子量に制御した低分子化物が得にくいという問題があった。また、温度上昇、下降の際の時間も加味する必要があるため全体の処理時間が長くなるという問題があった。さらに、熱分布も不均一となるため一部が反応しすぎて、単糖やフラン類を生成してしまうという問題があった。一方、超臨界処理法では、流通式の反応装置の設計も可能であるが、臨界温度が３７４℃と非常に高く、反応が高速すぎるため反応時間の制御が難しく、また、フラン類も生成しやすいという問題もあった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】椛田聖孝、金子達雄共著、新発見「サクラン」と伝統のスイゼンジノリ、ハート出版、２００９年
【非特許文献２】Ｎｌａｎｄｕ Ｒｏｇｅｒ Ｎｇａｔｕら，Ａｎｎａｌｓ ｏｆ Ａｌｌｅｒｇｙ， Ａｓｔｈｍａ ＆ Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｙ， Ｖｏｌ． １０８，１１７−１２２ （２０１２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためなされたもので、重量平均分子量を制御して低分子化されたスイゼンジノリ多糖体低分子化物及びスイゼンジノリ由来多糖類の低分子化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、高温高圧下でスイゼンジノリ由来多糖類を分解することにより、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）スイゼンジノリ由来多糖類であって、重量平均分子量が１０００万以下に低分子化されたスイゼンジノリ多糖体低分子化物、
（２）温度範囲が１００℃〜２５０℃、圧力範囲が１ＭＰａ〜３０ＭＰａでスイゼンジノリ由来多糖類を加水分解する工程を含み、前記スイゼンジノリ由来多糖類の重量平均分子量を１０００万以下に低分子化することを特徴とするスイゼンジノリ由来多糖類の低分子化方法、
（３）前記スイゼンジノリ由来多糖類を流通式反応装置にて加水分解することを特徴とする（２）に記載のスイゼンジノリ由来多糖類の低分子化方法、
（４）前記温度範囲が１２０℃〜２５０℃であることを特徴とする（２）又は（３）に記載のスイゼンジノリ由来多糖類の低分子化方法、
（５）前記圧力範囲が２ＭＰａ〜１５ＭＰａであることを特徴とする（２）〜（４）のいずれかに記載のスイゼンジノリ由来多糖類の低分子化方法、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、重量平均分子量を制御して低分子化されたスイゼンジノリ多糖体低分子化物及びスイゼンジノリ由来多糖類の低分子化方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係るスイゼンジノリ由来多糖類の低分子化方法の一態様を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
スイゼンジノリ（Ａｐｈａｎｏｔｈｅｃｅ ｓａｃｒｕｍ）は、九州地方の熊本県及び福岡県で自生している淡水性藍藻類であり、江戸時代から食用とされている。スイゼンジノリ自体は単細胞生物であるが、寒天質であるスイゼンジノリ由来多糖類を細胞外に分泌することで集合体となっている。スイゼンジノリ由来多糖類の分子構造はまだ完全には明らかとなっていないが、スイゼンジノリ由来多糖類を構成する糖の一部は硫酸基を有する単糖であることが知られている。
【００１２】
スイゼンジノリ由来多糖類は、別名サクランとも呼ばれ、分子量が１６００万にも及ぶ超高分子量多糖類であることが知られている。スイゼンジノリ由来多糖類は、ヘキソース構造を持つ糖構造体及びペントース構造を持つ糖構造体がα−グリコシド結合又はβ−グリコシド結合により直鎖状又は分岐鎖状に連結した糖鎖ユニットの繰り返し構造を持つ。糖鎖ユニットが糖構造体には、硫酸化ムラミン酸を含み、且つ、糖鎖ユニットにおいては、水酸基１００個当たり２．７個以上の水酸基が硫酸化され、あるいは全元素中で硫黄元素が１．５質量％以上を占める糖誘導体を含む。
こうした特徴のためスイゼンジノリ由来多糖類は、吸収性が強く、その水溶液の粘度は非常に高くなり、１．０質量％でほぼ流動しなくなりゲル状となる。そのためスイゼンジノリ由来多糖類は優れた保湿剤としても利用可能である。また抗炎症作用も報告されている。
【００１３】
しかし、スイゼンジノリ由来多糖類は、超高分子量かつ水溶液が高粘度であるため、保湿性を追求する以外の用途では、取り扱いを良くするために、重量平均分子量が１０００万以下に低分子化されたスイゼンジノリ多糖体低分子化物とすることが望まれている。
そこで、本発明の実施の形態に係るスイゼンジノリ由来多糖類の低分子化方法によって、超高分子量多糖類であるスイゼンジノリ由来多糖類を低分子化して、重量平均分子量が１０００万以下のスイゼンジノリ多糖体低分子化物を生成する。
【００１４】
本発明の実施の形態に係るスイゼンジノリ由来多糖類の低分子化方法としては、例えば、図１に示す流通式反応装置でスイゼンジノリ由来多糖類を加水分解することで、スイゼンジノリ多糖体低分子化物を生成することができる。以下に、図１に示す流通式反応装置を用いた低分子化方法を示す。
【００１５】
まず、原料となるスイゼンジノリ由来多糖類水溶液１０を送液ポンプ２０で送液する。スイゼンジノリ由来多糖類水溶液１０は、恒温槽２１に設置されたステンレス製の配管をコイル状にした昇温器２５及び反応器２２に導入される。このとき、恒温槽２１は、予め設定温度に保たれている。反応器２２の内容積と流速を調整してスイゼンジノリ由来多糖類水溶液１０の平均滞留時間を制御することにより、反応器２２におけるスイゼンジノリ由来多糖類水溶液１０の反応時間をコントロールする。
昇温器２５は設けなくてもスイゼンジノリ由来多糖類の低分子量化は可能であるが、スイゼンジノリ由来多糖類水溶液を昇温することによって、分子量分布をより制御しやすくするという観点からは、昇温器２５を設けることが好ましい。
上記スイゼンジノリ由来多糖類水溶液の濃度は、低分子量スイゼンジノリ由来多糖類の収率を向上させるという観点から、高濃度であることが好ましい。但し、使用する送液ポンプ２０の性能によって、スイゼンジノリ由来多糖類水溶液の濃度の上限は制限される。例えば、送液ポンプ２０としてシリンジポンプなど高粘度溶液に強いポンプを用いる場合、スイゼンジノリ由来多糖類水溶液の濃度の上限は５質量％程度に制限される。この場合のスイゼンジノリ由来多糖類水溶液の濃度は、５質量％以下であることが好ましく、３質量％以下であることがより好ましく、２質量％以下であることがさらに好ましい。また、例えば、送液ポンプ２０としてプランジャーポンプを用いる場合、スイゼンジノリ由来多糖類水溶液の濃度の上限は１質量％程度に制限される。この場合のスイゼンジノリ由来多糖類水溶液の濃度は、１質量％以下であることが好ましく、０．７質量％以下であることがより好ましく、０．５質量％以下であることがさらに好ましい。下限については特に制限されないが、収量確保の観点から０．１質量％以上であることが好ましく、０．２質量％以上であることがより好ましく、０．３質量％以上であることがさらに好ましい。
スイゼンジノリ由来多糖類水溶液には、溶解性を向上させる目的等でアルコール等の有機溶媒を添加してもよい。また、スイゼンジノリ由来多糖類をアルコールに溶解して低分子量化することもできる。
【００１６】
反応器２２でのスイゼンジノリ由来多糖類の反応温度は、スイゼンジノリ由来多糖類の低分子化反応が進行し、且つ、メイラード反応による糖類の酸化の進行を抑制してフラン化合物等の副生成物を生じさせないようにする観点から、１００℃〜２５０℃であることが好ましく、１２０℃〜２５０℃であることがより好ましく、１４０℃〜２４０℃であることが更に好ましく、１６０℃〜２４０℃であることがより更に好ましい。
また、
反応器２２でのスイゼンジノリ由来多糖類の反応圧力は、上述の反応温度において水が水蒸気に変化しないように飽和圧力以上の圧力にするという観点から、１ＭＰａ〜３０ＭＰａであることが好ましく、２ＭＰａ〜１５ＭＰａであることがより好ましい。
【００１７】
反応器２２を経た水溶液は、冷却器２３内で冷却され、背圧弁２４を経て常温常圧の反応液１１として回収される。
【００１８】
図１に示した流通式反応装置は、連続処理であるので、昇温、降温時の熱履歴もなく、安定した反応物を調製することが可能である。
構成単糖が多岐にわたり複雑な構造であるスイゼンジノリ由来多糖類を上述の方法にて加水分解すると、重量平均分子量１０００万から数百に制御して低分子化することができる。
単独成分を必要とする場合は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）にて分画することが可能である。
【実施例】
【００１９】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２０】
［実施例１］
６０℃に加温したウォーターバスで保温された容器にスイゼンジノリ由来多糖類３ｇと脱イオン水９９７ｇを入れ、攪拌羽を供えたスリーワンモーターにて溶液が均一になるまで攪拌し、０．３質量％のスイゼンジノリ由来多糖類水溶液を調製した。
【００２１】
＜低分子化反応＞
コイル状の昇温器である内径０．８ｍｍ、長さ２ｍのステンレス製配管と、コイル状の反応器である内径２．１７ｍｍ、長さ５ｍのステンレス製配管を恒温槽（アズワン製、ＳＯＦＷ−３００）内に設置した。反応器の一端には送液ポンプ（株式会社島津製作所製、ＬＣ−２０Ａ）を配設し、他端には背圧弁（日本分光株式会社製、ＰＵ−２０８０）を配設した。反応器の容量は３９．６ｍＬであった。恒温槽の温度を１９０℃、背圧弁の圧力を５ＭＰａとし、上記のスイゼンジノリ由来多糖類水溶液（０．３質量％）を流速５．３ｍＬ／分にて供給した。定常状態となった後に反応液を回収した。反応液はやや茶色に着色していたが沈殿物等は観察されなかった。
【００２２】
＜分子量測定＞
検出器として示差屈折計（株式会社島津製作所製、ＲＩＤ−１０Ａ）を備えたＨＰＬＣシステムにＧＰＣカラム（株式会社日立ハイテクノロジーズ製、ＧＬ−Ｗ５６０）を接続し、移動相として０．２Ｍ ＮａＣｌ水溶液を用い、流量を１．０ｍＬ／分にて分子量測定を行った。標準物質としてプルランを用いた検量線から重量平均分子量を算出した。ＧＰＣ上４つの成分は、それぞれ重量平均分子量７６０万、５万、１０００、４４０を示した。
【００２３】
［実施例２］
恒温槽の温度を２４０℃、流速を１０ｍＬ／分とした以外は実施例１と同様に行った。ＧＰＣ上３つの成分は、それぞれ四糖、二糖、単糖を示した。
【００２４】
［実施例３］
恒温槽の温度を１６０℃、流速を２．６ｍＬ／分とした以外は実施例１と同様に行った。ＧＰＣ上１つの成分は、重量平均分子量１３０万を示した。
【００２５】
［比較例１］
恒温槽の温度を３００℃、流速を４ｍＬ／分とした以外は実施例１と同様に反応を行った。反応液には濃い茶色に呈色した沈殿物と上澄みに分離してしまった。
【符号の説明】
【００２６】
１０…スイゼンジノリ由来多糖類水溶液
１１…反応液
２０…送液ポンプ
２１…恒温槽
２２…反応器
２３…冷却器
２４…背圧弁
２５…昇温器
【図１】
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