(57)【要約】【課題】本発明の目的は、低含水率および／または単位表面積当たりの吸湿量が低いｅ−ポリリジン微粉末およびこれを効率的に得るための製造方法を提供するものである。【解決手段】ｅ−ポリリジンの低含水微粉末の製造方法を鋭意検討した結果、ｅ−ポリリジン水溶液を共沸剤の存在下で減圧乾燥し得られた固体をメタノールに再溶解させ、これにイソプロパノールなどのメタノールよりも沸点が高いｅ−ポリリジン貧溶媒を加えた後、減圧下メタノールを留去し、析出物をろ取、乾燥する。【選択図】  なし。【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒径が０．８μｍ〜７０μｍであるε−ポリリジンの微粉末。
【請求項２】
粉砕工程を経ることなく、粒径が０．８μｍ〜７０μｍであるε−ポリリジンの微粉末を製造する方法。
【請求項３】
２〜３重量％の低い含水率を保持しつつ、平均粒径が２０μｍ以下であるε−ポリリジンの微粉末。
【請求項４】
ε−ポリリジンの含メタノール溶液を経由する事を特徴とするε−ポリリジンの微粉末の製造方法。
【請求項５】
ε−ポリリジンのメタノール溶液にイソプロパノールを加え、メタノールを除去して晶析させる事を特徴とするε−ポリリジンの微粉末の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ε−ポリリジン微粉末およびその製造方法に関する。さらに詳しくは、低含水率ε−ポリリジン微粉末およびその製造方法に関する。
【背景技術】
我々の生活空間には、様々な菌類やカビが存在している。これらの微生物は、しばしば食品を腐敗させたり、悪臭発生の原因となったりして、我々に不快感を与える。また、人体に対して、食中毒をはじめとする様々な疾病や、白癬などの皮膚障害を引き起こす原因となる。衛生的で快適な生活を送るために、微生物増殖抑制は重要な課題であり、我々の接する様々な素材への抗菌機能の付加が望まれている。
このような用途に対して様々な抗菌物質が用いられているが、その中でも、人体への安全性が高く、優れた抗菌性を示すことで注目されているものにｅ−ポリリジンがある。このｅ−ポリリジンはその安全性の高さから食品添加物として利用されているが、その他の抗菌用途にも適用可能である。ｅ−ポリリジンは一般的に、特開平２−２０２７１号公報に公開されているようなｅ−ポリリジン水溶液とエタノールとの液状組成物、特開４−５３４７５号公報に開示されているようｅ−ポリリジン水溶液と酢酸との液状組成物、特開平５−６８５２０号公報に開示されているようなｅ−ポリリジンとグリシンなどのアミノ酸との粉末状組成物、および市販されているｅ−ポリリジンとデキストリンとの粉末状組成物として使用されている。
【０００２】
しかし、食品添加物以外の用途、たとえば合成樹脂形成物、もしくは有機合成反応の原料として使用する場合などでは、ｅ−ポリリジンのみで形成された低含水率の微粉末の形で入手することが望まれている。
このような用途に対して、特開平１０−３０６１６０号公報に開示されているようなｅ−ポリリジン水溶液を共沸剤の存在下で減圧乾燥して、低含水率のｅ−ポリリジン粉末を得る方法が開発されている。しかしながら、この方法により得られるｅ−ポリリジン粉末の粒径は３００μｍ以上であり、粒径の小さいｅ−ポリリジン微粉末を得るためには、これを粉砕する必要がある。ところが、この特開平１０−３０６１６０号公報に開示されている方法により得られるｅ−ポリリジンは、粉砕性に優れ、容易に微細なｅ−ポリリジン微粉末が得られると該公報に記載されているが、実際には非常に堅固であり、粒径の小さいｅ−ポリリジン微粉末を得るためには多大な労力を要する。また、通常の粉砕工程により得られるｅ−ポリリジン粉末は粒径の分布が２００μｍ以上になり、微粉にするにはさらに粉砕の工数を増やさねばならない。そのため、ｅ−ポリリジン微粉末は吸湿性が高いことから、粉砕の工数増加は含水量（率）の増加に繋がるという問題があった。
【本発明が解決しようとする課題】
以上の記述から明らかなように、本発明の目的は、低含水率ｅ−ポリリジン微粉末およびこれを効率的に得るための製造方法を提供するものである。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは前記問題点に鑑み、ｅ−ポリリジンの低含水微粉末の製造方法を鋭意検討した結果、ｅ−ポリリジン水溶液を共沸剤の存在下で減圧乾燥し得られた固体をメタノールに再溶解させ、これにイソプロパノールなどのメタノールよりも沸点が高いｅ−ポリリジン貧溶媒を加えた後、減圧下メタノールを留去し、析出物をろ取、乾燥することにより、製造効率が著しく改善されること並びに得られるｅ−ポリリジン微粉末は低含水率であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明につき詳細に説明する。本発明の低含水率ｅ−ポリリジン微粉末製造方法は、ｅ−ポリリジン水溶液を共沸剤の存在下で減圧乾燥し得られた固体をメタノールに再溶解させ、これにイソプロパノールなどのメタノールよりも沸点が高いｅ−ポリリジン貧溶媒を加えた後、減圧下メタノールを留去し、発生した析出物を濾取、乾燥する製造方法である。
【０００５】
本発明で用いるｅ−ポリリジン水溶液は、たとえば、有機合成的手法により合成されたε−ポリリジンもしくは、特公昭５９−２０３５９号公報に記載のε−ポリリジン生産菌である、ストレプトマイセス属に属するストレプトマイセス・アルブラス・サブスピーシーズ・リジノポリメラスを培地に培養し、得られた培養物からε−ポリリジンを分離、採取することによって得られるε−ポリリジンの水溶液である。
【０００６】
本発明で用いるｅ−ポリリジン水溶液のｅ−ポリリジンは、遊離したものでも、無機酸もしくは有機酸と塩を形成したもの（以下、総称して塩という）でもどちらでもよい。いずれのｅ−ポリリジンも採取時は大量の水を含んでいるが、本発明の製造方法で十分に水分を除去することができる。ｅ−ポリリジン塩としては、塩酸、硫酸、リン酸などの無機酸との塩、酢酸、プロピオン酸、乳酸、フマル酸、リンゴ酸、クエン酸、マレイン酸、アジピン酸、グルコン酸などの有機酸との塩、カプロン酸、ラウリン酸、ステアリル酸などの中鎖および長鎖飽和脂肪酸との塩、オレイン酸、リノール酸、アラキドン酸などの中鎖および長鎖不飽和脂肪酸との塩をあげることができる。
【０００７】
本発明は、ｅ−ポリリジン水溶液を共沸剤の存在下で減圧乾燥し得られた固体をメタノールに再溶解させ、これにメタノールよりも沸点が高いｅ−ポリリジン貧溶媒を加えた後、減圧下メタノールを留去し、発生した析出物を濾取、乾燥して低含水率のｅ−ポリリジン微粉末を得ることを主な目的とする。本発明で用いる共沸剤とは、ｅ−ポリリジン水溶液に混合することにより、水と共沸混合物を形成し、共沸混合物の蒸発に伴い水分を効率的に除去できるものを指す。具体的には、メタノール、エタノール、イソプロパノール、トルエン、酢酸エチル、酢酸ブチルをあげることができるが、この他の物質を用いても上記の効果を奏するものであれば、とくに限定するものではない。
【０００８】
本発明で行う共沸・脱水は、ｅ−ポリリジン水溶液を共沸剤の存在下で、常圧で加熱することにより水分を除去する方法、減圧下で水分を除去する方法のいずれの方法を用いて行っても構わないが、分解物の少ない高品質のｅ−ポリリジンを得るためには６０℃以下、好ましくは４０℃以下で共沸、脱水することが望ましい。
【０００９】
本発明の工程途中で得られるｅ−ポリリジン固体の含水率が高い場合、その後行う結晶化において結晶が得られないなど悪影響を及ぼすため、その含水率は３０重量％以下、好ましくは１０重量％以下であることが望ましい。ｅ−ポリリジン固体の含水率が高い場合は、これをメタノールで再溶解させ、減圧下溶媒を留去することにより、さらに含水率を下げることができる。
【００１０】
本発明において用いる貧溶媒は、メタノールよりも沸点が高く、かつ、水溶性であれば用いることができる。具体的にはエタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ジオキサン、ジメチルホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドなどを挙げることができるが、好ましくはイソプロパノールである。
【００１１】
本発明において、濾取した結晶から結晶化に用いた溶媒を十分に揮発させるためには、乾燥処理を行う必要がある。かかる乾燥方法としては、加熱乾燥および減圧乾燥などの広く一般に行われている乾燥方法で十分である。加熱温度６０℃以下、好ましくは４０℃以下で乾燥を開始し、最高温度１５０℃以下、好ましくは１００℃以下で乾燥させる事が望ましい。
【００１２】
また、本発明の製造方法では晶析によりｅ−ポリリジン微粉末を得ることができる。そのため本発明の製造方法は、粉砕工程を必要とせず、結晶を得るための工程が非常に簡便であり、数ｋｇから数十ｔスケールでの微紛末調製にも容易に対応可能である。また、晶析の条件により、結晶の粒径を制御する事も可能である。すなわち、本発明のｅ−ポリリジン微粉末の粒径は、０．８μｍから７０μｍとすることができる。従って、本発明の製造方法はｅ−ポリリジン微粒子を得る方法として非常に汎用性が高く、対応できる用途も広い。たとえば、本発明によって得られるｅ−ポリリジン微粉末を抗菌性樹脂形成品に用いた場合、非常に分散性が良く、外観の良い形成品を得ることが極めて容易である。
【００１３】
また、本発明で得られるｅ−ポリリジン微粉末は低含水率であることから、水分が問題となるような有機合成の原料として、本発明で得られるｅ−ポリリジン微粉末を利用する事により、水分が原因となる副反応を押さえる事が可能である。
【００１４】
このように、本発明の製造方法によって得られるｅ−ポリリジン微粉末は、低含水率である。その用途としては、抗菌性樹脂形成品用途、有機合成原料としての用途を例として挙げたが、特にこの用途のみに限定されるものではなく、水分が悪影響を及ぼす用途全般に対して有効である。
【００１５】
【実施例】
以下に実施例によって本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら制限されるべきものではない。なお、以下の実施例における「％」は特に断りのない限り、「重量％」である。
【００１６】
実施例１（ｅ−ポリリジン結晶化１）
１０００ｍＬなす型フラスコ内にｅ−ポリリジン１１．４％水溶液５００ｍＬを加え、ロータリーエバポレーターを用いて減圧下水を溜去、溶液体積を２００ｍＬ程度まで減少させた後、メタノール１００ｍＬを加えて、均一になるまで攪拌後、ほぼ乾固するまで溶媒を留去した。ここにメタノールを５００ｍＬ加え、加熱、攪拌することにより完全溶解させた。ここにｅ−ポリリジンに対して貧溶媒であるイソプロパノール５００ｍＬを加え、均一な溶液を得た。ここから減圧下溶液の容量が２００ｍＬ程度になるまでロータリーエバポレーターを用いて溶媒を溜去し、析出した白色粉末を濾取した。濾過物をジエチルエーテル１００ｍＬで洗浄した後、減圧下３０℃で１２時間乾燥し、白色粉末５５．３ｇを得た。これをｅ−ポリリジン結晶１とする。このｅ−ポリリジン結晶１のＳＥＭ写真を図１に示す。
【００１７】
実施例２（ｅ−ポリリジン結晶化２）
２０００Ｌなす型フラスコにｅ−ポリリジン２５％水溶液１０８６．７ｇを加え、ロータリーエバポレーターを用いて減圧下水を留去、溶液体積を３００ｍＬまで減少させた後、メタノール４００ｍＬを加えて、均一になるまで攪拌の後、ほぼ乾固するまで溶媒を留去した。ここにさらにメタノール４００ｍＬを加えて、均一になるまで攪拌の後、乾固するまで溶媒を留去した。ここにメタノール１Ｌを加えて、均一になるまで攪拌の後、イソプロパノール１Ｌを加え、３０分攪拌の後、ロータリーエバポレーターを用いて、減圧下溶媒を１Ｌ留去し、析出した白色粉末を濾取した。濾過物を減圧下４０℃で２４時間乾燥し、微黄色粉末２７８．２ｇを得た。これをｅ−ポリリジン結晶２とする。このｅ−ポリリジン結晶２のＳＥＭ写真を図２に示す。
【００１８】
実施例３（粒度分布測定）
実施例２で得られたｅ−ポリリジン結晶２と比較するため、特開平１０−３０６１６０号公報に開示の方法により、ｅ−ポリリジン粉末を得た。これをｅ−ポリリジン結晶３とした。このｅ−ポリリジン結晶３のＳＥＭ写真を図３に示す。
【００１９】
ｅ−ポリリジン結晶２および３につき、ベックマン・コールター社製ＬＳ粒度分布測定装置（ＬＳ２３０）を用い、レーザー散乱回折法により粒度分布を測定した。本発明のｅ−ポリリジン微粉末（ｅ−ポリリジン結晶２）は、従来の粉末（ｅ−ポリリジン結晶３）に比較して平均径で１／５０の粒径のものが得られることが判った。測定結果を表１に示す。
【表１】ｅ−ポリリジン結晶の粒度分布（体積統計値）
2004231866.tif 000002
また、ｅ−ポリリジン結晶２、３の頻度体積を図４、５に示す。
【００２０】
実施例４（含水率測定試験）
一般的な凍結乾燥法によりｅ−ポリリジンのアモルファス結晶を得た。これを粉砕したものをｅ−ポリリジン結晶４とした。
１／１０ｍｇまで秤量できる微量天秤で、ｅ−ポリリジン結晶１〜４を各１ｇずつ精秤した後、１０５℃の加熱雰囲気下にて６０分間加熱乾燥を行い、加熱乾燥終了後、ただちにシリカゲル入りのデシケーター内に置いた。これを３０分間室温で放置した後、再び各ｅ−ポリリジン結晶を精秤し、各ｅ−ポリリジン結晶の重量減少率をｅ−ポリリジン結晶の含水率とした。結果を表２に示した。
【００２１】
【表２】
2004231866.tif 000003
【００２２】
＊）  ＳＥＭによるスケール観察で測定した。
＊＊）ベックマン・コールター社製ＬＳ粒度分布測定装置（ＬＳ２３０）を用い、レーザー散乱回折法により測定した。
【００２３】
実施例５（抗菌性試験１）
実施例１で得られたｅ−ポリリジン結晶１および実施例３で得たｅ−ポリリジン結晶３を使用し、以下の試験を行った。
普通ブイヨン培地を滅菌精製水で５００倍に希釈し、ｐＨを７．０±０．２に調整した「１／５００培地」に、滅菌したピペットで大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉＩＦＯ３９７２）を、培地中の生菌数が３．０×１０５個／ｍＬの濃度となるように試験菌液を調整した。温度３５±１℃、相対湿度９０％以上の条件で２４時間培養を行い、培養終了後、培養液１ｍＬ中の生菌数を標準寒天培地法により測定した。試験終了後、菌数が増殖したものを＋、増殖しなかったものを−と表示した結果を表３に示した。
【００２４】
【表３】ｅ−ポリリジン濃度と大腸菌数
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上記の表において示されるように、結晶化の方法に依存するｅ−ポリリジンの抗菌性の差異は無いと認められた。
【００２５】
実施例６
ポリプロピレン（ＭＦＲ１０ｇ／１０分、２３０℃、２１．１８Ｎ）を９９．８％、ＢＨＴを０．１％、実施例１で得られたｅ−ポリリジン結晶１を０．１％となるように調整しながらブレンダーで均一混合した後、該混合物を５０×５０×０．５ｍｍの金型に充填し、２００℃に設定したホットプレスで該金型を１９．６１ＭＰａの圧力で１分間加熱圧縮することにより、シート１を作成した。
実施例７
ｅ−ポリリジン結晶１の代わりにｅ−ポリリジン結晶２を用いた以外は、実施例６に準拠してシート２を作成した。
実施例８
ｅ−ポリリジン結晶１の代わりにｅ−ポリリジン結晶３を用いた以外は、実施例６に準拠してシート３を作成した。
実施例９（シートの外観観察試験）
ｅ−ポリリジン結晶１を配合しなかった以外は、実施例６に準拠してシート４を作成した。
前記の実施例６〜８で得られたシート１〜３およびシート４の外観を目視で観察した。その結果を表４に示す。
【００２６】
【表４】ｅ−ポリリジンシートの外観
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【００２７】
表４から明らかなように、本発明の製造方法で得られたｅ−ポリリジン微粉末を用いたシート１、２は、分散性に優れ、平滑なポリプロピレンシートが得られることが分かった。反面、一般的な製造方法によって得られたｅ−ポリリジンを用いたシート３はポリプロピレンシート中での分散性が少々不良であり、得られたポリプロピレンシートは表面が荒れ、まだら模様等が発生し、平滑性および外観が顕著に悪化することが分かる。
【００２８】
実施例１０（抗菌性試験２）
“銀等無機抗菌剤研究会  銀等無機抗菌剤の抗菌評価試験法（１９９５年）”に定められた合成樹脂抗菌試験法である“フィルム密着法”に準じて下記内容の抗菌性試験を行った。
まず、前記の実施例６〜９で得られたポリプロピレンシート１〜４を各々５０×５０×０．５ｍｍの大きさに切った後、その全面をエタノールの滲み込んだ局方ガーゼで軽く２〜３回拭き、再び室温にて乾燥して、試験片とした。
また一方、普通ブイヨン培地を滅菌精製水で５００倍に希釈し、ｐＨを７．０±０．２に調整した「１／５００培地」に、滅菌したピペットで大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ  ＩＦＯ３９７２）を、培地中の生菌数が３．０×１０５個／ｍＬの濃度となるように試験菌液を調整した。
【００２９】
次に、試験片を各々滅菌シャーレへ入れ、その試験面に試験菌液０．５ｍＬを接種し、さらにその上に滅菌処理を施したポリエチレン製フィルムを被せて蓋をしたのち、温度３５±１℃、相対湿度９０％以上の条件で２４時間培養を行った。培養終了後、各々の試験片、該フィルムに付着している菌をＳＣＤＬＰ培地（１０ｍＬ）を用いて滅菌シャーレ中に十分に洗い出し、この洗い出した液１ｍＬ中の生菌数を標準寒天培地法により測定した。試験終了後、下記計算式により増減値差を算出し、その結果を後述する表５の“洗浄処理なし”の欄に示した。
抗菌無加工試料
Ａ：接種直後の生菌数
Ｂ：定時間培養操作後の生菌数
抗菌加工試料
Ｃ：定時間培養操作後の生菌数
増減値差  ＝  ｌｏｇ１０（Ｂ／Ａ）  −  ｌｏｇ１０（Ｃ／Ａ）
また、試験片を水道水で３０分間流水洗浄（流速２Ｌ／分）した後、前記の抗菌試験１と同様の操作を行い、その増減値差を算出した。その結果を後述する表５の“流水洗浄３０分”の欄に示した。
【００３０】
表５に示したように、本発明の製造方法によって得られたｅ−ポリリジン微粉末を用いたシート１、２、および従来法で製造されたｅ−ポリリジン粉末を用いたシート３の試験片は、通常の製造方法によって得られたシート４の試験片と比較して、大腸菌に対しての抗菌効果があり、３０分間の流水洗浄を行った後であっても抗菌効果の持続力が非常に優れていることが分かった。また、シート３と比較して本発明によって製造されたｅ−ポリリジン微粉末を用いたシート１、２では、３０分間の流水洗浄後に抗菌効果のより優れた持続性が認められた。
【００３１】
【表５】ｅ−ポリリジンポリプロピレンシートの抗菌性試験
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【００３２】
【発明の効果】
本発明の製造方法は、従来の製造方法と比べて短時間に含水率の低いｅ−ポリリジン微粉末を得ることができる。また、得られるｅ−ポリリジン微粉末は、水分が悪影響を及ぼす用途、例えば有機合成用原料として、また、合成樹脂、油性塗料、印刷インキの抗菌化等の用途に好適である。さらには、非常に粒径が微細なことから、ポリプロピレンなどの合成樹脂に練混した場合にも非常に分散性が良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】ｅ−ポリリジン結晶１（倍率：３００倍）
【図２】ｅ−ポリリジン結晶２（倍率：３００倍）
【図３】ｅ−ポリリジン結晶３（倍率：３００倍）
【図４】ｅ−ポリリジン結晶２の頻度体積
【図５】ｅ−ポリリジン結晶３の頻度体積
【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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