(57)【要約】【課題】  ヨウ素−シクロデキストリン溶液の製造方法を提供する。【解決手段】  ヨウ素溶解助剤を含有する炭素数２〜６の多価アルコール溶液に、ヨウ素を溶解し、これにシクロデキストリンを添加することを特徴とする、ヨウ素−シクロデキストリン溶液の製造方法である。該方法によれば、簡便にヨウ素−シクロデキストリン溶液を調製することができ、しかも得られるヨウ素−シクロデキストリン溶液の安定性に優れる。【選択図】            なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨウ素溶解助剤を含有する炭素数２〜６の多価アルコール溶液に、ヨウ素を溶解し、これにシクロデキストリンを添加することを特徴とする、ヨウ素−シクロデキストリン溶液の製造方法。
【請求項２】
ヨウ素溶解助剤の濃度は、前記多価アルコール溶液中に０．５〜３０質量％である、請求項１記載のヨウ素−シクロデキストリン溶液の製造方法。
【請求項３】
前記ヨウ素の添加量は、前記多価アルコール溶液に０．０１〜１．５モル濃度である、請求項１または２記載のヨウ素−シクロデキストリン溶液の製造方法。
【請求項４】
前記シクロデキストリンの添加量は、ヨウ素１モルに対して０．５〜１．５モルである、請求項１〜３のいずれかに記載のヨウ素−シクロデキストリン溶液の製造方法。
【請求項５】
前記シクロデキストリンが、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリンおよびこれらの化学修飾体からなる群から選ばれる１種以上である、請求項１〜４のいずれかに記載のヨウ素−シクロデキストリン溶液の製造方法。
【請求項６】
前記多価アルコールがプロピレングリコールである、請求項１〜５のいずれかに記載のヨウ素−シクロデキストリン溶液の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヨウ素−シクロデキストリン溶液の製造方法に関し、より詳細には溶液の安定性に優れ、かつ簡便な方法で製造できるヨウ素−シクロデキストリン溶液の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ヨウ素の殺菌・防カビ・消毒・防腐剤としての効用は公知である。このようなヨウ素製剤として、ヨウ素をβ−シクロデキストリンで包接した化合物が開発され、各種の用途に使用されている。例えば、特許文献１には、ヨウ素−シクロデキストリン包接化物を用いた消臭、殺菌剤が、特許文献２には、ヨウ素−シクロデキストリン包接化物を用いた殺菌、防腐包装紙が、特許文献３には、ヨウ素−シクロデキストリン包接化物を過酸化水素と併用する食品の殺菌、漂白方法が、特許文献４には、ヨウ素−シクロデキストリン包接化物を用いた植物栽培用温床紙が、特許文献５には、ヨウ素−シクロデキストリン包接化物を含むグレーズが、特許文献６にはヨウ素−シクロデキストリン包接化物を含む消臭スプレーが、特許文献７には殺菌剤としてヨウ素のβ−シクロデキストリン包接物を含有してなる含嗽剤組成物が開示されている。
【０００３】
ヨウ素−シクロデキストリン包接化物の製造方法には制限が無いが、一般にはヨウ素が水に不溶であるためヨウ素溶解助剤を含む水溶液にヨウ素を溶解し、この溶液にβ−シクロデキストリンを添加し、ヨウ素−シクロデキストリン包接化物を沈殿として析出させている。例えば上記特許文献７では、上記方法によって、ヨウ素とシクロデキストリンとがおよそ等モル含まれるヨウ素−シクロデキストリン包接化物を得ている。また、特許文献８では、ヨウ素溶解助剤の配合量をヨウ素１モルに対してヨウ素溶解助剤１．５〜５モルの割合で溶解し、これにヨウ素１モルに対して０．６７〜１００モルのシクロデキストリンを添加してヨウ素−シクロデキストリン包接化物を調製している。なお、特許文献８の方法では、ヨウ素１モルにシクロデキストリン０．６７〜１００モルが包接されるヨウ素−シクロデキストリン包接化物を得ている。
【０００４】
このように、ヨウ素−シクロデキストリン包接化物は、ヨウ素溶解助剤を含有する溶液から固体として析出させて得ており、このため粉末や顆粒状で流通することが多い。このような固体は取り扱いが容易であるが、例えば上記特許文献５で示すグレーズとして使用する場合には、ヨウ素包接体を水に溶解する必要があるが本来水に難溶であるため、該文献５ではヨウ素包接体を１％含有する清水を調製するに過ぎない。
【０００５】
一方、より高濃度のヨウ素−シクロデキストリン包接化物含有溶液を調製するために、特許文献７では、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンなどの多価アルコール系溶液を使用し、実施例では５ｗ／ｖ％のヨウ素−シクロデキストリン包接化物溶液を調製している。
【特許文献１】特開昭５１−８８６２５号公報
【特許文献２】特開昭５１−１００８９２号公報
【特許文献３】特開昭５１−１１２５３８号公報
【特許文献４】特開昭５１−１１８６４３号公報
【特許文献５】特開昭５１−１１８８５９号公報
【特許文献６】特開昭５２−１５８０９号公報
【特許文献７】特開昭５８−１５２８０８号公報
【特許文献８】特開２００２−１９３７１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来は、ヨウ素−シクロデキストリン包接化物を水溶液中に沈殿させ、これを単離した後に溶媒に溶解してヨウ素−シクロデキストリン包接化物溶液としていたが、ヨウ素−シクロデキストリン包接化物を単離することなくヨウ素−シクロデキストリン包接化物溶液を調製できれば便利である。
【０００７】
また、ヨウ素−シクロデキストリン包接化物を多価アルコールを使用して溶解すると、長期保存の際に沈殿物が生成する場合がある。このため、ヨウ素−シクロデキストリン包接化物溶液が最終製品である場合には、沈殿の発生によって商品価値が著しく損なわれる。
【０００８】
従って、長期保存時の安定性に優れ、かつ簡便に調製できるヨウ素−シクロデキストリン包接化物溶液の製造方法が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、ヨウ素−シクロデキストリン包接化物の製造方法について詳細に検討した結果、水に代えて炭素数２〜６の多価アルコールを溶媒として使用すると、ヨウ素溶解助剤やヨウ素の溶解性に優れ、簡便にヨウ素とシクロデキストリンとを含有する溶液が形成されることを見出した。該溶液に溶解するヨウ素とシクロデキストリンとが包接化物を形成しているか否かを問わず、従来のヨウ素−シクロデキストリン包接化物と同様の薬効を示し、同様に使用できることも判明した。しかもヨウ素とシクロデキストリンとが該多価アルコール中に溶解しているため、従来のヨウ素−シクロデキストリン包接化物を多価アルコールに溶解したものよりも溶液の安定性に優れ、長期保存時にも溶液中の沈殿物の発生を極めて効率的に抑制できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、簡便な方法で安定なヨウ素−シクロデキストリン溶液を調製することができる。該溶液は、従来のヨウ素−シクロデキストリン包接化物溶液と同様に使用することができ、かつ安定性に優れるため、長期保存条件下や冷蔵保存時にも沈殿の析出を効率的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の第一は、ヨウ素溶解助剤を含有する炭素数２〜６の多価アルコール溶液に、ヨウ素を溶解し、これにシクロデキストリンを添加することを特徴とする、ヨウ素−シクロデキストリン溶液の製造方法である。
【００１２】
従来は、水を溶媒として使用し、ヨウ素溶解助剤やヨウ素を溶解させ、溶液中に形成されるヨウ素−シクロデキストリン包接化物が水やヨウ素溶解助剤含有水溶液に難溶であるため、ヨウ素−シクロデキストリン包接化物を沈殿として析出し、これを分別することでヨウ素−シクロデキストリン包接化物を得ていた。従って、ヨウ素−シクロデキストリン包接化物溶液を調製するには、ヨウ素−シクロデキストリン包接化物を単離し、ついでこれを溶媒に溶解する工程が必要であった。しかしながら、本発明によれば、ヨウ素とシクロデキストリンとが共に上記多価アルコールに溶解しているため、ヨウ素−シクロデキストリン包接化物を単離することなく、ヨウ素とシクロデキストリンとが溶解する溶液を調製することができる。なお、ヨウ素−シクロデキストリン包接化物は多価アルコールに溶解しやすいため、両者がヨウ素−シクロデキストリン包接化物を形成しているか否かを判断することは困難である。このため、両者が包接化物を形成するかの問題を回避するため「ヨウ素−シクロデキストリン溶液」とした。なお、溶媒として多価アルコールを使用した場合であっても、水を溶媒とした場合と同様に、ヨウ素−シクロデキストリン包接化物が形成されると推定される。一方、ヨウ素−シクロデキストリン包接化物が多価アルコールに溶解した場合の該化合物の形態については不明であるが、例えば前記特許文献１に示すように、ヨウ素−シクロデキストリン包接化物の多価アルコール溶液はヨウ素の徐放性が期待され、実際に含嗽剤や殺菌剤として使用できる。このため多価アルコール溶液中でもヨウ素−シクロデキストリン包接化物として存在しうると推定される。従って、本発明の製造方法によれば、該溶液中でヨウ素−シクロデキストリン包接化物が形成される場合もある。なお、ヨウ素−シクロデキストリン包接化物は、シクロデキストリンにヨウ素を包接した化合物である。
【００１３】
ヨウ素−シクロデキストリン溶液の調製に用いるヨウ素は、特に制限されるものでなく、市販品をそのまま使用することができる。
【００１４】
また、該溶液を構成するシクロデキストリンとしても特に制限されるものではなく、市販品をそのまま使用しても、またはデンプンにBacillus macerans由来のアミラーゼを作用させることなどの公知の方法によって製造してもよい。なお、本明細書において、「シクロデキストリン」は、それぞれ６、７及び８個の環状α−（１→４）結合したＤ−グルコピラノース単位から構成されるα−、β−及びγ−シクロデキストリンを包含するのみならず、例えば、メチル体、プロピル体、モノアセチル体、トリアセチル体及びモノクロロトリアジニル体等の、これらの化学修飾体をも包含するものである。本発明において使用されるシクロデキストリンの市販品の具体例としては、CAVAMAX W6及びCAVAMAX W6 Pharma（いずれも、ワッカーケミカルズ イーストアジア株式会社製）として市販されるα−シクロデキストリン；CAVAMAX W7及びCAVAMAX W7 PHARMA（いずれも、ワッカーケミカルズ イーストアジア株式会社製）として市販されるβ−シクロデキストリン；CAVAMAX W8、CAVAMAX W8 Food及びCAVAMAX W8 Pharma（いずれも、ワッカーケミカルズ イーストアジア株式会社製）として市販されるγ−シクロデキストリン；CAVASOL W7 M、CAVASOL W7 M Pharma及びCAVASOL W7 M TL（いずれも、ワッカーケミカルズ イーストアジア株式会社製）として市販されるメチル−β−シクロデキストリン；CAVASOL W7 HP及びCAVASOL W7 HP Pharma（いずれも、ワッカーケミカルズ イーストアジア株式会社製）として市販されるヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリン；CAVASOL W7 A（いずれも、ワッカーケミカルズ イーストアジア株式会社製）として市販されるモノアセチル−β−シクロデキストリン；CAVASOL W7 TA（いずれも、ワッカーケミカルズ イーストアジア株式会社製）として市販されるトリアセチル−β−シクロデキストリン；ならびにCAVASOL W7 MCT（いずれも、ワッカーケミカルズ イーストアジア株式会社製）として市販されるモノクロロトリアジニル−β−シクロデキストリンなどが挙げられる。これらのうち、安全性などを考慮すると、食品添加物として認可されるβ−シクロデキストリン及びγ−シクロデキストリンならびにこれらの化学修飾体が好ましく使用され、特にヨウ素−シクロデキストリン包接化物内へのヨウ素の包接量の調整が容易である点を考慮すると、β−シクロデキストリン及びこの化学修飾体がシクロデキストリンとして最も好ましく使用される。
【００１５】
また、ヨウ素溶解助剤としては、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化マグネシウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化バリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化バリウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化マグネシウム、臭化カルシウム、臭化バリウム等が挙げられる。これらのうち、ヨウ素の溶解性に優れる点で、ヨウ化ナトリウムまたはヨウ化カリウムを使用することが好ましい。上記ヨウ素溶解助剤は、単独で使用されてもあるいは２種以上の混合物の形態で使用されてもよいが、好ましくは単独で使用される。特に好ましくはヨウ化カリウムである。ヨウ素の溶解性に優れると共に、ヨウ素−シクロデキストリン溶液の安定性を確保することが出来るからである。
【００１６】
本発明では、前記炭素数２〜６の多価アルコール溶液中にヨウ素溶解助剤を溶解させる。従来は、ヨウ素が水に不溶であるためヨウ素溶解助剤を含有する水溶液にヨウ素を溶解させていた。しかしながら、本発明では、水に代えて上記多価アルコールを使用することで、ヨウ素やヨウ素溶解助剤の溶媒に対する溶解性を向上させることができる。
【００１７】
このような多価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ポリエチレングリコール、ブチレングリコール、ペンタンジオール、ヘキサメチレングリコールなどの炭素数２〜６の多価アルコールである。これらの一種を単独で、または２種以上を混合して使用することが好ましい。より好ましくは、エチレングリコールまたはプロピレングリコールであり、特にはプロピレングリコールである。ヨウ素−シクロデキストリン包接化物の溶解性に優れると共に、ヨウ素−シクロデキストリン包接化物の安定性に優れるからである。
【００１８】
前記多価アルコール溶液中のヨウ素溶解助剤濃度は、０．５〜３０質量％、より好ましくは０．８〜２５質量％となるように溶解する。ヨウ素は多価アルコールに溶解するためヨウ素溶解助剤を添加することなくヨウ素を多価アルコール中に溶解させることもできる。しかしながら、ヨウ素溶解助剤が含まれているとヨウ素の溶解性が向上し、かつ得られるヨウ素−シクロデキストリン溶液の安定性が向上することが判明したのである。ヨウ素溶解助剤の濃度が０．５質量％を下回るとヨウ素の溶解性が低下する場合があり、一方、２５質量％を超えても溶解性や得られるヨウ素−シクロデキストリン包接化物の安定性がそれ以上向上することが少なく、不利である。
【００１９】
ヨウ素の添加量は、上記多価アルコール溶液に０．０１〜１．５モル濃度、より好ましくは０．０２〜１．０モル濃度である。上記多価アルコール溶液に対するヨウ素の溶解性は高いが、１．５モル濃度を上回るとヨウ素−シクロデキストリン包接化物濃度が高くなりすぎ、ヨウ素−シクロデキストリン包接化物の溶解性が低下する場合がある。一方、０．０１モル濃度を下回ってもヨウ素−シクロデキストリン溶液は調製できるが、有効ヨウ素濃度が低くなりすぎて、不利である。
【００２０】
次いで、上記溶液にシクロデキストリンを添加する。その添加量は、ヨウ素１モルに対して０．５〜１．５モル、より好ましくは０．５〜１．０モルである。この範囲であれば、シクロデキストリンに対するヨウ素包接量を調整しながらヨウ素−シクロデキストリン包接化物を形成させることができる。溶液は、ヨウ素−シクロデキストリン包接化物の形成を促進するため温度１０〜７０℃、より好ましくは２０〜６０℃に加温してもよい。これにより、本発明のヨウ素−シクロデキストリン溶液が得られる。なお、該溶液は、更に瀘過などによって含まれる微粉末などを瀘別すると沈殿の原因となりやすい結晶核を効率的に除去でき、好ましい。
【００２１】
本発明の製造方法で調製されるヨウ素−シクロデキストリン溶液は、極めてヨウ素とシクロデキストリンとの安定性に優れる。その理由については明確でないが以下のように推定できる。本発明では、溶媒として炭素数２〜６の多価アルコールを使用するため、水やエタノールよりもβ−シクロデキストリン、ヨウ素、およびヨウ素−β−シクロデキストリン包接化物の溶解性に優れるためより高濃度の溶液を調製することができる。しかしながら、濃度が高くなるほどシクロデキストリンやヨウ素−β−シクロデキストリン包接化物などの未溶解の微粉末が残存し、これが結晶核となって沈殿物を発生しやすい。このような微粉末は瀘過によって分別することができるが、多価アルコールは粘度が高いため瀘過は容易でない。本発明では炭素数２〜６の多価アルコールを使用することで、溶解性を確保し、かつ微粉末との瀘別処理を容易にして沈殿物の発生を効果的に抑制できると考えられる。
【００２２】
また、本来、β−シクロデキストリン包接化物は水やエタノールに難溶であり、β−シクロデキストリン包接化物は水に対して０．１質量％程度の溶解度に過ぎない。従って、β−シクロデキストリン包接化物溶液を放置した結果吸湿すると、含まれる水分によってβ−シクロデキストリン包接化物が沈殿する。一方、発生する沈殿物は白色沈殿物が多く、褐色のβ−シクロデキストリン包接化物とは色調を異にする。このことは溶液中のβ−シクロデキストリン包接化物からヨウ素が放出されβ−シクロデキストリンとなって沈殿するものが多く含まれていることを意味する。β−シクロデキストリン包接化物は、水やエタノールが存在するとβ−シクロデキストリン包接化物に含まれるヨウ素と水やエタノールとが置換し、該包接化物に含まれるヨウ素が放出する。特に、β−シクロデキストリン包接化物は熱安定性に欠け、水分の存在下に加熱しても容易にヨウ素を放出する。従って、水やエタノールの存在によってβ−シクロデキストリン包接化物からのヨウ素の放出が促進される。更に、エタノールは還元性物質であるため、酸化性のヨウ素を還元してヨウ素イオンに変え、これが有効ヨウ素を低減する一因となる。このようなヨウ素の放出は、空洞のあるβ−シクロデキストリンの形成を促進し、これが結晶核となり沈殿生成の引き金となる。また、空洞にエタノールが取り込まれ、前述のβ−シクロデキストリン／エタノールが核になり、経時的に沈殿が生成、成長してくる。これに対して、本発明では、溶液中にヨウ素溶解助剤を存在させているためこのようなヨウ素の遊離を抑制し、ヨウ素を安定化し、β−シクロデキストリン包接化物が形成される場合であってもその安定化を図ることが出来る。というのも、従来はβ−シクロデキストリン包接化物にはヨウ素のみが存在すると考えられたが、ヨウ素のほかにＫＩも包接され、その際のモル配合比はＫＩ／Ｉ２＝０．６位であることが判明した。ヨウ素溶解助剤がＫＩの場合には水中ではＩ２と反応してＫＩ３の形状で安定であるが、上記配合比ではＫＩ３を構成しないヨウ素が残存することになりヨウ素が放出しやすくなり、β−シクロデキストリン包接化物の安定性を欠く。溶液中に不足のＫＩが補われるとこのようなヨウ素の安定化を図ることができ、引いてはヨウ素−シクロデキストリン溶液、およびβ−シクロデキストリン包接化物の安定化が図れると推定される。
【００２３】
従来は、調製時には均一に溶解していても経時的に、または保冷などによってヨウ素−シクロデキストリン包接化物の沈殿物を発生しやすかったのであるが、本発明によれば、このような沈殿物の発生を効果的に抑制することができる。
【００２４】
本発明のヨウ素−シクロデキストリン溶液は、従来ヨウ素−シクロデキストリン包接化物の用途としていずれにも好適に使用できる。特に、ヨウ素−シクロデキストリン包接化物を溶液に調製したことで、浸漬処理、噴霧処理、含浸処理などに好適に使用することができる。
【実施例】
【００２５】
次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、これらの実施例は何ら本発明を制限するものではない。
【００２６】
（実施例１）
７２３ｍｌのプロピレングリコール（ＰＧ）に７．８６ｇのＫＩを溶解し、乳鉢で粉砕したヨウ素１０．０ｇを入れ溶解した。次いで４４．８６ｇのβ−シクロデキストリン（β−ＣＤ）を添加溶解し、３５６ｇのＰＧを加えた。これらをガラスフィルター（１１Ｇ４）で濾過してヨウ素−シクロデキストリン溶液を調製した。
【００２７】
次に、Ｂｒａｉｎ  Ｈｅａｒｔ  Ｉｎｊｕｓｉｏｎ（ＢＨＩ）ａｇａｒ（Ｄｉｆｃｏ）で継代培養したＳｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ  ２０９Ｐ（ＳＡ）をＢＨＩの斜面培地に接種し、２４時間培養後、発育した集落から得た１白金耳の菌を２ｍｌのＢＨＩ培地に浮遊させ、これを試験菌液とした。なお、菌濃度は、ＭｃＦａｒｌａｎｄのＮｏ．５に合わせた。
【００２８】
ヨウ素−シクロデキストリン溶液は、滅菌生理食塩水で１０倍、２０倍、４０倍、８０倍、１００倍に希釈し、溶液５ｍｌに試験菌液０．１ｍｌを加え、３０秒間作用させた後、その１白金耳を５ｍｌのＢＨＩ培地に摂取し、３７℃、２４時間培養し、発育の有無を判定した。肉眼で菌の発育が観察されたものを（＋）、発育の認められなかったものを（−）とした。対照の滅菌生理食塩水を使用した。
【００２９】
同様にして、Ｅ．ｃｏｌｉ−２５（Ｅ−ｃｏｌｉ）、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ（ＰＡ）、Ｃａｎｄｉｄａ  ａｌｂｉｃａｎｓ（Ｃａｎｄｉｄａ）についても評価した。結果を表１に示す。
【００３０】
表１に示すように、本発明の方法で調製したヨウ素−シクロデキストリン溶液は、少なくとも８０倍希釈液であっても、上記試験菌に十分な殺菌力を示した。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
（実施例２）
１６５ｇのＰＧに１．６５ｇＫＩを溶解し３等分した各々のＫＩ／ＰＧ溶液に、乳鉢で粉砕したヨウ素０．７６ｇを入れ溶解した。次いで２．８２ｇのβ−ＣＤを添加溶解し、３５．６ｇのＰＧを加えて約９５ｇのＰＧ溶液を３本調整した。これらをガラスフィルター（１１Ｇ４）で濾過し、濾液をガラス瓶（Ｇ）及びポリプロピレン容器（ＰＰ容器）に保存し、４０℃恒温槽に６ヶ月間保持した。４０℃恒温槽に入れる前に有効ヨウ素を測定し初期濃度とした。各々の、初期有効ヨウ素は８．１５，８．１０，８．１６ｍｇ／ｍｌであった。６ヶ月経過後も沈殿生成は認められず、かつ、有効ヨウ素も初期の濃度の９８％以上を保持していた。
【００３３】
（比較例１）
０．５５ｇＫＩを溶解する為に水３．６ｇを使ったことと、ａｂｓ．ＥｔＯＨ  ６ｍｌを添加したことにより約９．６ｇＰＧを減量した以外は実施例２と同様の処理をしてＰＧ溶液を調整した。ガラス瓶に保存したサンプルを４０℃恒温槽に３ヶ月保持した時点で沈殿生成を認めた。
【００３４】
（比較例２）
ＫＩを添加しない以外は実施例２と同様に処理した結果、１．５ヶ月室温で保持していたものの有効ヨウ素が初期の８２％に低下していた。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明によれば、多価アルコールにヨウ素、ヨウ素溶解助剤およびシクロデキストリンを溶解することで簡便にヨウ素−シクロデキストリン溶液を調製することができ、有用である。