(57)【要約】【課題】魚類の皮膚からコラーゲンを効率良く大量に製造することができるコラーゲンの製造方法を提供する。【解決手段】魚類の皮膚の表皮層と該表皮層側にある色素細胞を含む真皮層の部分とを不溶化処理する工程と、不溶化処理されていない真皮層の少なくとも一部を膨潤させる工程と、膨潤させた真皮層を回収する工程とを含むコラーゲンの製造方法である。ここで、上記コラーゲンの製造方法においては、濾過する工程を含めることができ、遠心分離する工程を含めることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
魚類の皮膚の表皮層と該表皮層側にある色素細胞を含む真皮層の部分とを不溶化処理する工程と、不溶化処理されていない真皮層の少なくとも一部を膨潤させる工程と、膨潤させた真皮層を回収する工程とを含むコラーゲンの製造方法。
【請求項２】
濾過する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のコラーゲンの製造方法。
【請求項３】
遠心分離する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のコラーゲンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコラーゲンの製造方法に関し、特に魚類の皮膚からコラーゲンを効率良く大量に製造することのできるコラーゲンの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コラーゲンは人体への適用性に優れていることから、人工皮膚等の生体材料に応用されている。また、コラーゲンは肌に張りを与え、肌の潤いを保つことから化粧品にも配合されている。
【０００３】
コラーゲンは主に哺乳類または魚類の皮膚から抽出されることにより工業的に製造されている。特に、サケ、マス等の魚類は、これらの加工処理がされた後に産業廃棄物となる。それゆえ、近年、この産業廃棄物を有効利用するため、魚類からコラーゲンを得るための研究が盛んに行なわれている。
【０００４】
図２に魚類の皮膚を用いた従来のコラーゲンの製造方法の一例のフローチャートを示す。魚類の皮膚を用いた従来のコラーゲンの製造方法は、まず、図２に示すように、鱗および余分な身等を除去した魚類の皮膚を一辺が約３ｃｍの四角形状に細断する。そして、これをクロロホルム、メタノール等の溶液に浸漬することによって脱脂および洗浄した後、緩衝溶液等に浸漬して中性タンパク質を除去する。次に、上記処理後の皮膚を酢酸等に浸漬することによってコラーゲンを抽出し、さらにこの溶液にペプシンを加えてコラーゲンのアテロ化処理をした後にこの溶液について遠心分離を行ない、上澄み液を回収する。そして、この上澄み液の塩析および遠心分離を数回繰返してペプシン等の不純物を除去した後、１００，０００×Ｇ（重力）相当の遠心力による超遠心分離を行なって色素細胞等の不純物を除去する。その後、上記処理後の液体を滅菌濾過し、その濾過液を透析した後、凍結乾燥することによってコラーゲンが得られる。
【０００５】
ここで、哺乳類の皮膚は、たとえば図３に示すように表皮層１と真皮層２とを合わせた皮下層３上の層厚が約５〜７ｍｍであり適度の厚みがあることから、毛５の除去後に表皮層１とともに毛根、色素細胞４を切削り等の方法で容易に除去することが可能である。しかし、魚類の皮膚は、たとえば図４に示すように表皮層１１と真皮層１２とを合わせた皮下層１３上の層厚が約１〜５ｍｍであり、哺乳類の皮膚と比べてかなり薄いことから、鱗１６の除去後に色素細胞１４を除去することが非常に困難である。それゆえ、魚類の皮膚を用いた従来のコラーゲンの製造方法においては、色素細胞１４を含んだまま酢酸等に浸漬することによってコラーゲンの抽出を行なっている。したがって、純度の高い高品質のコラーゲンを得るためには上述したとおり１００，０００×Ｇ（重力）相当の遠心力による超遠心分離を行なって、色素細胞１４等の不純物を除去する必要があった。
【０００６】
しかし、１回の超遠心分離によって処理することのできるコラーゲンの量は４００ｃｃ程度と少なく、また超遠心分離装置は高価であることから量産できる程度の超遠心分離装置の台数を揃えることはコラーゲンの製造コスト的に非常に効率が悪かった。
【０００７】
このような問題を解決するため、フラットフィッシュ等の無色素の魚の皮膚から天然コラーゲンを抽出する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特許第２７２２０１４号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開２００１−２０００００号公報
【００１０】
【特許文献３】
特開平９−２７８６３９号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１による方法においては、使用することのできる魚類はフラットフィッシュ等の一定の無色素の魚類に限定されており、また無色素の魚類等を選別する必要があるためコラーゲンを効率良く大量に製造することができなかった。
【００１２】
上記事情に鑑みて本発明は、魚類の皮膚からコラーゲンを効率良く大量に製造することのできるコラーゲンの製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、魚類の皮膚の表皮層と該表皮層側にある色素細胞を含む真皮層の部分とを不溶化処理する工程と、不溶化処理されていない真皮層の少なくとも一部を膨潤させる工程と、膨潤させた真皮層を回収する工程とを含むコラーゲンの製造方法である。ここで、本発明のコラーゲンの製造方法は、濾過する工程を含むことができる。また、本発明のコラーゲンの製造方法は、遠心分離する工程を含むことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図１を用いて本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
（前処理工程）
図１に本発明に係るコラーゲンの製造方法の一例のフローチャートを示す。図１に示すように本発明に係るコラーゲンの製造方法は、まず、魚類の皮膚を用意し、この用意した魚類の皮膚から鱗、鰭および真皮層の下部にある不要な身等を除去する。そして、その後、魚類の皮膚の成形を行なって、コラーゲンの製造に用いない部分を除去する。
【００１６】
ここで、魚類とは、一般に鰓で呼吸し、鰭を持ち水中で生活する動物のことをいう。本発明に用いられ得る魚類としては、たとえばサケ、マスまたはタラ等がある。ここで、本発明に用いられる魚類には、同じ種類の魚類のみを用いてもよく、異なる種類の魚類を混在させて用いることもでき、用いられる魚類の種類を問わないことから、魚類の選別をする必要がない。それゆえ、本発明においては、コラーゲンを効率良く大量に製造することができるのである。
【００１７】
次に、上記成形後の魚類の皮膚は、精製水または有機溶媒（たとえばクロロホルム、メタノールまたはこれらの混合液等）等の洗浄液を用いて洗浄され得る。魚類の皮膚を洗浄した場合には、魚類の皮膚表面に付着している鱗や脂質等を除去し得る。洗浄は、たとえば上記処理後の魚類の皮膚を上記洗浄液に浸漬させた後、これを攪拌することによって行なわれ得る。なお、洗浄は１回以上行なわれ得る。
【００１８】
次に、魚類の皮膚の表皮層と該表皮層側にある色素細胞を含む真皮層の部分とについて不溶化処理する。ここで、「不溶化処理」とは、魚類の皮膚の表皮層および該表皮層側にある色素細胞を含む真皮層の部分を構成するタンパク質を変性等することにより、これらの部分を有機酸等の酸に浸漬させた場合にも、これらの部分が膨潤および／または溶解しないようにする処理のことをいう。
【００１９】
この不溶化処理によって、後述するように魚類の皮膚を有機酸等に浸漬させて真皮層を膨潤させた場合でも、色素細胞が含まれる不溶化処理された真皮層の部分は膨潤しない。したがって、膨潤して厚みの増した真皮層のみを回収することにより、不溶化処理された魚類の真皮層に含まれる色素細胞を容易に切り離すことができる。
【００２０】
不溶化処理は、たとえばサラシ粉水溶液、水酸化ナトリウム水溶液または水酸化カルシウム水溶液等に魚類の皮膚のうち不溶化処理する部分を浸漬することによって行われ得る。なかでも、不溶化処理は、魚類の皮膚のうち不溶化処理する部分をサラシ粉水溶液に１０〜６０分間浸漬させることが好ましく、１５〜４５分間浸漬させることがより好ましい。これらの場合には、表皮層等の不溶化処理と魚類の皮膚の殺菌処理とを同時に効率良く行なうことができるようになる。
【００２１】
サラシ粉水溶液に浸漬した魚類の皮膚の部分のタンパク質は、たとえば変性等し得るものと考えられる。
【００２２】
次に、不溶化処理されていない真皮層の少なくとも一部を膨潤させる。真皮層を膨潤させることによって、約１〜５ｍｍしかない表皮層と真皮層とを合わせた層厚が約５〜１５ｍｍとなり得る。したがって、膨潤させた真皮層の部分と色素細胞が含まれる不溶化処理された真皮層の部分とを容易に切り離すことができるようになることから、色素細胞を除去するための超遠心分離等の精製工程を大幅に省略することができる。それゆえ、本発明においては、コラーゲンを効率良く大量に得ることができるのである。
【００２３】
ここで、真皮層の膨潤は、有機酸（たとえば、酢酸またはクエン酸等）等の酸に上記不溶化処理後の魚類の皮膚を１〜４日間浸漬させることが好ましく、２〜３日間浸漬させることがより好ましい。これらの場合には、より短時間で真皮層を十分に膨潤させることができる傾向にある。
【００２４】
真皮層の膨潤は、膨潤後の真皮層の厚みが膨潤前の真皮層の厚みの１１０〜１３０％の厚みとなるように行なわれることが好ましく、１１５〜１２５％の厚みとなるように行なわれることがより好ましい。これらの場合には、膨潤させた真皮層の回収がより容易になることから、コラーゲンを効率良く大量に製造することができるようになる傾向にある。ここで、「真皮層の厚み」とは、不溶化処理されていない部分の真皮層の厚みのことをいう。
【００２５】
その後、膨潤した真皮層は、表皮層および真皮層の色素細胞を含む部分から切り離されて回収される。この回収方法としては、たとえば上記不溶化処理により硬化した表皮層等を固定して刃物等を使用し、人の手により物理的に切除する方法、真皮層の回収部分のみを絞り出す方法または真皮層の回収部分のみを吸引する方法等があり得る。
【００２６】
本発明においては、上述したように、魚類の皮膚の表皮層と該表皮層側にある色素細胞を含む真皮層の部分とを不溶化処理し、不溶化処理されていない真皮層の少なくとも一部を膨潤させて、膨潤させた真皮層を回収し、不溶化処理された色素細胞を含む真皮層の部分は回収しない。したがって、回収した真皮層に色素細胞が含まれ得ないため、回収された真皮層について精製工程を大幅に省略しても、得られるコラーゲンの純度が悪化しない傾向にある。
【００２７】
（精製工程）
次に、回収された真皮層の塩析が行なわれ得る。塩析を行なった場合には、本発明によって得られるコラーゲンの純度をさらに高くすることができる。ここで、塩析は、たとえば塩化ナトリウム等の電解質水溶液中に回収した真皮層を浸漬した後、これを攪拌することにより沈殿する塩析物を回収すること等により行なわれる。塩析物の回収は、たとえば濾過手段を用いて行なわれる。なお、塩析は１回以上行なわれ得る。
【００２８】
そして、回収した塩析物をたとえばイソプロパノール等のアルコールに浸漬等することによって、塩析物に含まれる脂質を抽出することにより脱脂が行なわれる。なお、脱脂は１回以上行なわれ得る。
【００２９】
（乾燥工程）
脱脂された塩析物を乾燥することによりコラーゲンが得られる。乾燥は、たとえば減圧乾燥、凍結乾燥または噴霧乾燥等の方法で行われ得る。本発明によって得られたコラーゲンは、たとえば人工皮膚等の生体材料、化粧品の配合剤または健康食品の添加物等の原料として好適に用いられる。
【００３０】
（その他）
なお、上記製造方法においては、脱脂は塩析の後に行なっているが、魚類の皮膚の成形後に行なうこともできる。
【００３１】
また、上記製造方法において膨潤させた真皮層の回収後にコラーゲンを抽出することもできる。コラーゲンの抽出は、たとえば回収した膨潤後の真皮層を酸溶液中に浸漬し、この溶液を攪拌させること等によって行われる。
【００３２】
また、上記製造方法においては、コラーゲンのアテロ化を行なうこともできる。コラーゲンのアテロ化は、たとえば回収した真皮層を溶解後、分散させた酸溶液中にペプシン等を加えて攪拌すること等によって行なわれる。なお、アテロ化はコラーゲンの抽出後またはコラーゲンの抽出と同時に行なうことができる。
【００３３】
コラーゲンのアテロ化後は、たとえば、アテロ化されたコラーゲンの抽出液をプレフィルターを用いて濾過することにより抽出残渣を除去し、さらに限外濾過フィルターを用いて濾過することにより当該コラーゲンの抽出液を濃縮し得る。次いで、滅菌フィルターを用いて濃縮された当該コラーゲンの抽出液を濾過し、得られた上澄み液について脱イオン水に対して透析を行なった後に凍結乾燥等し得る。
【００３４】
また、上記製造方法においては、適宜、遠心分離する工程を含めることができる。この場合には、酸溶液中に含まれる可溶化しきらないコラーゲン等を除去することができるため、本発明によって得られるコラーゲンの純度をより高くすることができる。なお、遠心分離は１回以上行なわれ得る。
【００３５】
また、上記製造方法においては、適宜、濾過する工程を含めることができる。濾過は塩析後に行なわれることが好ましい。この場合にも本発明によって得られるコラーゲンの純度をより高くすることができる。濾過は、たとえばプレフィルターまたは限外濾過フィルター等を用いて行なわれ得る。なお、濾過は１回以上行なわれ得る。
【００３６】
【実施例】
以下、本発明を実施例を用いて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３７】
（実施例１）
まず、サケ皮を用意し、このサケ皮から鱗、鰭および不要な身を除去した。この処理後のサケ皮の質量は水分を含んだ状態で３２７０ｇであった。次に、このサケ皮の不要な部分を除去してサケ皮の成形をした。このときのサケ皮の質量は水分を含んだ状態で２５００ｇであった。その後、このサケ皮を精製水を用いて十分に洗浄し、サケ皮の表面に付着している鱗等を除去した。
【００３８】
そして、このサケ皮の表面側を濃度１％のサラシ粉水溶液１２．５リットル中に２０分間浸漬することによりサケ皮の表皮層およびこの表皮層側にある色素細胞を含む真皮層の部分を不溶化処理した。
【００３９】
次に、このサケ皮を０．０７５Ｍのクエン酸水溶液２５リットル中に２日間浸漬することによりサケ皮の不溶化処理されていない真皮層を膨潤させた。膨潤後の真皮層の厚みは、膨潤させる前の真皮層の厚みの１２５％であった。そして、この膨潤させた真皮層を絞り出して、７リットル回収した。
【００４０】
次に、回収した真皮層に、塩化ナトリウム３６７ｇを精製水２リットルに溶解させた塩化ナトリウム水溶液を徐々に加えた。そして、加えた塩化ナトリウム水溶液の総量が９リットルとなった。その後、２４時間攪拌することにより塩析を行なった。次いで、濾過手段を用いて塩析物を回収した。
【００４１】
次に、回収した塩析物にイソプロパノール１５リットルを加えて２４時間攪拌することにより脂質の抽出を行なった。その後、上記処理後の懸濁液を濾過することにより、残渣をすべて回収した。その残渣を減圧乾燥してイソプロパノールを除去することによりコラーゲンを得た。得られたコラーゲンの質量は乾燥状態で２５６ｇであった。
【００４２】
（実施例２）
膨潤後の回収した真皮層を０．５Ｍの酢酸水溶液５４リットル中に２日間浸漬させたコラーゲンの抽出液にさらにペプシン２．６ｇを加えて２４時間放置し、アテロ化を行なった。その後、プレフィルターを用いた濾過によりコラーゲンの抽出液から抽出残渣を除去し、限外濾過フィルターを用いた濾過によりコラーゲンの抽出液の濃縮を行なった。
【００４３】
次いで、滅菌フィルターを用いて濃縮後のコラーゲンの抽出液の濾過を行ない、その上澄み液を脱イオン水に対して５日間透析を行なった後に凍結乾燥することによりコラーゲンを得た。得られたコラーゲンの質量は乾燥状態で１８２ｇであった。なお、上記実施例２において、膨潤させた真皮層の回収前は、実施例１と同様の作業を行なった。
【００４４】
（比較例１）
まず、実施例１と同様に鱗、鰭および身等の不要な部分を除去して形を整えたサケ皮を用意した。このサケ皮の質量は水分を含んだ状態で２５００ｇであった。次に、このサケ皮を一辺が約３ｃｍの四角形状に細断した。細断後のサケ皮をクロロホルムとメタノールとを１：１の体積比で混合した混合液２４リットル中に浸漬し、２４時間攪拌することにより脂質の抽出を行なった。そして、脱脂後のサケ皮をメタノール２４リットル中に浸漬し、２４時間攪拌することによって洗浄した。その後、サケ皮を脱イオン水で十分に洗浄した。そして、洗浄後のサケ皮を、塩化ナトリウムを２０％含むｐＨ７．５の２−アミノ−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール−塩酸緩衝溶液２４リットル中に２４時間浸漬することにより中性タンパク質を除去した。その後、脱イオン水で十分に洗浄した。
【００４５】
次に、上記処理後のサケ皮を、０．５Ｍの酢酸水溶液２５リットル中に２日間浸漬させてコラーゲンを抽出し、さらにペプシン２．６ｇを加えて２４時間放置し、アテロ化を行なった。そして、コラーゲンの抽出液を限外濾過フィルターを用いて濾過することにより色素細胞を含む抽出残渣を除去し、さらに限外濾過フィルターを用いて濾過することによりコラーゲンの抽出液の濃縮を行なった。次いで、滅菌フィルターを用いて、濃縮後のコラーゲンの抽出液の濾過を行なった後、上澄み液を脱イオン水に対して５日間透析を行なった。その後、凍結乾燥することによりコラーゲンを得た。得られたコラーゲンの質量は乾燥状態で１２７ｇであった。
【００４６】
なお、上記実施例１〜２および比較例１の製造方法の説明において、「Ｍ」はモル濃度（溶質のモル数（ｍｏｌ）／溶媒の体積（Ｌ））を示す。
【００４７】
以上のように実施例１〜２の方法においては、比較例１の方法と比べてコラーゲンを高収率で得ることができた。これは、実施例１〜２の方法においては、サケ皮の真皮層を回収するまでに色素細胞をほとんど除去することができたことから、比較例１の方法と比べて限外濾過フィルターを用いた濾過によって色素細胞を除去する工程を省略することができたためと考えられる。
【００４８】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００４９】
【発明の効果】
上述したように、本発明においては、魚類の皮膚の前処理工程において色素細胞をほとんど除去することができるため、製造工程を大幅に省略することができる。したがって、本発明によれば、魚類の皮膚からコラーゲンを効率良く大量に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコラーゲンの製造方法の一例のフローチャートである。
【図２】魚類の皮膚を用いた従来のコラーゲンの製造方法の一例のフローチャートである。
【図３】哺乳類の皮膚の模式的な拡大断面図である。
【図４】魚類の皮膚の模式的な拡大断面図である。
【符号の説明】
１，１１  表皮層、２，１２  真皮層、３，１３  皮下層、４，１４  色素細胞、５  毛、１６  鱗。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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