(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベータグルカン溶液のゲル化を抑制する方法であって、ベータグルカン溶液が１０℃以下の温度に冷却されたときベータグルカン溶液のゲル化を抑制するに十分な条件下で、ベータグルカン含有配合物を生物学的両性イオン緩衝液と混合し、ベータグルカン溶液を生成する工程を含む方法であって、前記生物学的両性イオン緩衝液がＮ−［２−ヒドロキシエチルピペラジン−Ｎ’−［２−エタンスルホン酸］（ＨＥＰＥＳ）、３−［Ｎ−モルホリノ］プロパンスルホン酸（ＭＯＰＳ）、Ｎ−トリス［ヒドロキシメチル］メチル−２−アミノエタンスルホン酸（ＴＥＳ）、Ｎ，Ｎ−ビス［２−ヒドロキシエチル］−２−アミノエタンスルホン酸（ＢＥＳ）、［カルバモイルメチル］−２−アミノエタンスルホン酸（ＡＣＥＳ）、ピペラジン−Ｎ，Ｎ’−ビス［２−エタンスルホン酸］（ＰＩＰＥＳ）、Ｎ−［２−アセトアミド］−２−イミノ二酢酸（ＡＤＡ）および３−［Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）アミノ］−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸（ＤＩＰＳＯ）からなる群から選択される生物学的緩衝剤を含む、方法。
【請求項２】
前記生物学的両性イオン緩衝溶液がＨＥＰＥＳ緩衝剤を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＨＥＰＥＳ緩衝剤が、２．５ｍＭから５ｍＭの濃度で存在する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ベータグルカン配合物がオート麦配合物である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記生物学的両性イオン緩衝溶液がさらに保存剤を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記生物学的両性イオン緩衝溶液のｐＨが７．２である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ベータグルカン溶液が１０℃以下の温度に冷却されたとき、オート麦ベータグルカン溶液のゲル化を抑制する方法であって、オート麦ベータグルカン配合物を、保存剤および２．５ｍＭから５ｍＭの濃度のＨＥＰＥＳ緩衝剤を含み７．２のｐＨを有するＨＥＰＥＳ緩衝液と混合して、ベータグルカン溶液を得る工程を含む方法。
【請求項８】
ベータグルカン含有穀類配合物からベータグルカンを精製する方法であって、
（ａ）ベータグルカンを分散するに十分な条件下で、前記配合物を生物学的両性イオン緩衝液と混合し、ベータグルカン溶液を形成する工程；および
（ｂ）前記ベータグルカン溶液を加熱し、分散した親水コロイド溶液を製造する工程を含む方法であって、前記生物学的両性イオン緩衝液がＮ−［２−ヒドロキシエチルピペラジン−Ｎ’−［２−エタンスルホン酸］（ＨＥＰＥＳ）、３−［Ｎ−モルホリノ］プロパンスルホン酸（ＭＯＰＳ）、Ｎ−トリス［ヒドロキシメチル］メチル−２−アミノエタンスルホン酸（ＴＥＳ）、Ｎ，Ｎ−ビス［２−ヒドロキシエチル］−２−アミノエタンスルホン酸（ＢＥＳ）、［カルバモイルメチル］−２−アミノエタンスルホン酸（ＡＣＥＳ）、ピペラジン−Ｎ，Ｎ’−ビス［２−エタンスルホン酸］（ＰＩＰＥＳ）、Ｎ−［２−アセトアミド］−２−イミノ二酢酸（ＡＤＡ）および３−［Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）アミノ］−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸（ＤＩＰＳＯ）からなる群から選択される生物学的緩衝剤を含む、方法。
【請求項９】
前記の分散した親水コロイド溶液を濾過して、浄化されたベータグルカン溶液を提供する工程をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記生物学的両性イオン緩衝溶液がＨＥＰＥＳ緩衝剤を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記ＨＥＰＥＳ緩衝剤が、２．５ｍＭから５ｍＭの濃度で存在する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記穀類配合物がオート麦配合物である、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記生物学的両性イオン緩衝溶液がさらに保存剤を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
前記生物学的両性イオン緩衝溶液のｐＨが７．２である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ベータグルカン溶液が５４℃から１００℃の温度に加熱される、請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
オート麦ベータグルカン配合物からオート麦ベータグルカンを精製する方法であって、
（ａ）前記配合物を、保存剤および２．５ｍＭから５ｍＭの濃度のＨＥＰＥＳ緩衝剤を含み、７．２のｐＨを有するＨＥＰＥＳ緩衝液と混合し、ベータグルカン溶液を形成する工程；
（ｂ）前記ベータグルカン溶液を５４℃から１００℃の温度に加熱し、分散した親水コロイド溶液を製造する工程；および
（ｃ）前記の分散した親水コロイド溶液を濾過して、浄化されたベータグルカン溶液を提供する工程を含む方法。
【請求項１７】
前記ベータグルカン溶液が、６０℃から６５℃の温度に加熱される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
ベータグルカン含有穀類配合物からベータグルカンを精製する方法であって、
（ａ）前記穀類配合物中のベータグルカンを水和して、ベータグルカン溶液を製造する工程；
（ｂ）前記ベータグルカン溶液を加熱し、前記ベータグルカン溶液中のベータグルカンを溶解して、分散したベータグルカン溶液を提供する工程；
（ｃ）分散したベータグルカン溶液を濾過して、浄化されたベータグルカン溶液を提供する工程；および
（ｄ）生物学的両性イオン緩衝液を前記の浄化されたベータグルカン溶液に加え、安定化ベータグルカン溶液を提供する工程を含む方法であって、前記生物学的両性イオン緩衝液がＮ−［２−ヒドロキシエチルピペラジン−Ｎ’−［２−エタンスルホン酸］（ＨＥＰＥＳ）、３−［Ｎ−モルホリノ］プロパンスルホン酸（ＭＯＰＳ）、Ｎ−トリス［ヒドロキシメチル］メチル−２−アミノエタンスルホン酸（ＴＥＳ）、Ｎ，Ｎ−ビス［２−ヒドロキシエチル］−２−アミノエタンスルホン酸（ＢＥＳ）、［カルバモイルメチル］−２−アミノエタンスルホン酸（ＡＣＥＳ）、ピペラジン−Ｎ，Ｎ’−ビス［２−エタンスルホン酸］（ＰＩＰＥＳ）、Ｎ−［２−アセトアミド］−２−イミノ二酢酸（ＡＤＡ）および３−［Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）アミノ］−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸（ＤＩＰＳＯ）からなる群から選択される生物学的緩衝剤を含む、方法。
【請求項１９】
前記生物学的両性イオン緩衝溶液がＨＥＰＥＳ緩衝剤を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記ＨＥＰＥＳ緩衝剤が、２．５ｍＭから５ｍＭの濃度で存在する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記穀類配合物がオート麦配合物である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記生物学的両性イオン緩衝溶液がさらに保存剤を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記生物学的両性イオン緩衝溶液のｐＨが７．２である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記ベータグルカン溶液が７５℃から８５℃の温度に加熱される、請求項９に記載の方法。
【請求項２５】
オート麦ベータグルカン配合物からオート麦ベータグルカンを精製する方法であって、
（ａ）前記オート麦ベータグルカン配合物中のベータグルカンを水和してベータグルカン溶液を製造する工程；
（ｂ）前記ベータグルカン溶液を７５℃から８５℃の温度に加熱して、前記ベータグルカン溶液中のベータグルカンを溶解し、分散したベータグルカン溶液を提供する工程；
（ｃ）分散したベータグルカン溶液を濾過して、浄化されたベータグルカン溶液を提供する工程；および
（ｄ）保存剤および２．５ｍＭから５ｍＭの濃度のＨＥＰＥＳ緩衝剤を含み、７．２のｐＨを有するＨＥＰＥＳ緩衝液を浄化されたベータグルカン溶液に加え、安定化ベータグルカン溶液を提供する工程を含む方法。
【請求項２６】
ＨＥＰＥＳ緩衝液を加える前に、浄化されたベータグルカン溶液を濃縮して０．０１から４％ベータグルカン：溶媒（ｗ／ｗ）の範囲の濃縮溶液を提供する工程をさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
ベータグルカン溶液からのベータグルカンの沈殿を抑制する方法であって、ベータグルカン溶液が１０℃以下の温度に冷却されるときベータグルカン溶液からのベータグルカンの沈殿を抑制するに十分な条件下で、ベータグルカン含有配合物を生物学的両性イオン緩衝液と混合しベータグルカン溶液を生成する工程を含む方法であって、前記生物学的両性イオン緩衝液がＮ−［２−ヒドロキシエチルピペラジン−Ｎ’−［２−エタンスルホン酸］（ＨＥＰＥＳ）、３−［Ｎ−モルホリノ］プロパンスルホン酸（ＭＯＰＳ）、Ｎ−トリス［ヒドロキシメチル］メチル−２−アミノエタンスルホン酸（ＴＥＳ）、Ｎ，Ｎ−ビス［２−ヒドロキシエチル］−２−アミノエタンスルホン酸（ＢＥＳ）、［カルバモイルメチル］−２−アミノエタンスルホン酸（ＡＣＥＳ）、ピペラジン−Ｎ，Ｎ’−ビス［２−エタンスルホン酸］（ＰＩＰＥＳ）、Ｎ−［２−アセトアミド］−２−イミノ二酢酸（ＡＤＡ）および３−［Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）アミノ］−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸（ＤＩＰＳＯ）からなる群から選択される生物学的緩衝剤を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
技術分野
本発明は、一般的にベータグルカンに関する。より詳細には、本発明は、穀類源から液体ベータグルカン配合物を製造するための方法および組成物に関する。
【０００２】
発明の背景
ガムは、疎水性または親水性の高分子量物質であり、適当な溶媒中でゲルまたは非常に粘性のある懸濁液または溶液を低乾燥物質含量で生成する。食品、医薬品および工業製品に通常使用されるガムには、デンプン、セルロース誘導体、グアーガム、ローカストビーンガム、ペクチン、アルギン、カラゲーナン、キサンタン、ベータグルカンおよびアラビアゴムがある。Ｗｈｉｓｔｌｅｒ  Ｒ．Ｌ．（１９９３）Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｇｕｍｓ；Ｐｏｌｙｓａｃｃａｒｉｄｅｓ  ａｎｄ  Ｔｈｅｉｒ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ  Ｅｄｓ．Ｗｈｉｓｔｌｅｒ  Ｒ．Ｌ．  ａｎｄ  ＢｅＭｉｌｌｅｒ  Ｊ．Ｎ．（Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ）ｐ．２を参照されたい。
【０００３】
固体状態のほとんどのガムは、無秩序にまとまった多糖類鎖からなる。この構造の無秩序な性質により、分子間相互作用ポテンシャルは部分的にしか満たされず、例えば水素結合ポテンシャルは飽和していない。多くの不飽和水素結合は迅速な水和が可能であり、そうでなければ多糖類分子の分子内および分子間結合に関与しない水素結合位置に水分子を結合する。多糖類が水中に入れられると、水分子が急速に非晶領域に浸透し、利用可能なポリマー部位に結合し、他の多糖類間結合を得ようと競争し、最終的に他の多糖類間結合をごくわずかな数に減少させる。多糖類鎖のセグメントは完全に溶媒和し運動作用により動いていき、より多くの多糖類間結合を分裂させ、それらの多糖類結合は直ちに溶媒和する。ポリマー分子の溶解におけるこの中間段階は、一時的なゲル段階を表しており、全多糖類の溶解における普遍的な段階を描写している。冷水に完全には可溶性でない炭水化物では、迅速に撹拌しながら加熱することにより溶解が完了し、単分散したヒドロゲル溶液が生じる。再アニーリングを防ぐ手段を講じない限り、冷却とともにヒドロゲルはゲルを生じる。
【０００４】
溶解状態の直鎖ガム分子がコロイドになるとき、それらはいくつかの鎖単位にわたって会合を形成する。鎖の結合部分で、分子結合例えば水素結合が生じ、相互作用が溶液全体に拡がるにつれ大規模な３次元ネットワークが形成され液体はゲルになる。いったん形成されると、分子が互いの上を滑るにつれ、または共に動くことにより、結合部分の延長が起こる。これは、ネットワーク構造の全体的な収縮および分子間の溶媒に満たされた空間の減少をもたらす。したがって、溶媒はゲルから排除され、シネレシスまたは滲出が生じる。コロイド溶液またはゲルを冷却または冷凍すると、この効果は加速される。
【０００５】
工業的なガムは、溶液安定性の問題から粉末として販売されている。溶解性を生みだし、向上させ、ゲル溶液を安定化するために、ガムを化学的に修飾することができる。例えば、メチル、エチル、カルボキシメチル、ヒドロキシエチル、ヒドロキシプロピル、リン酸、硫酸および類似の基を添加すると、溶解性が向上し、高粘度の安定溶液がつくられる。ベータグルカンは粘性ガムに分類されており、Ｗｏｏｄ，Ｐ．Ｊ．（１９９３）  Ｏａｔ  Ｂｒａｎ  Ｅｄ．Ｐ．Ｊ．Ｗｏｏｄ（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃｅｒｅａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｓ，Ｉｎｃ．，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）を参照されたい。グルカンは、酵母、細菌、菌類および穀類の細胞壁に存在する構造多糖類である。例えば、（１−３）、（１−４）および（１−３）（１−４）混合ベータＤグルカンが、とりわけ大麦およびオート麦などの穀類の内乳細胞壁に存在する。
【０００６】
ベータグルカンは粘度に影響を及ぼし、したがってこれらの源から誘導された製品の有効性にも影響する。例えば、ベータグルカンは消化に影響し、糖調節を助け、血清コレステロールを低下させるようである。穀類ベータグルカンは有用な栄養剤であり、ショ糖の代わりに充填剤としても使用されてきた。ベータグルカンは潜在的な免疫系刺激剤であるとも記載されてきており、傷の治癒を促進する。Ｙｕｎ  ｅｔ  ａｌ．，Ｉｎｔ．Ｊ．Ｐａｒａｓｉｔｏｌ．（１９９７）２７：３２９３３７；Ｅｓｔｒａｄａ  ｅｔ  ａｌ．，Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．Ｉｍｍｕｎｏｌ．（１９９７）４１：９９１−９９８；Ｗｉｌｌｉａｍｓ  ｅｔ  ａｌ．，（１９９７）ＵＳ  ５，６７６，９６７を参照されたい。ベータグルカンゲルは、組織接合用の生体適合性粒子を懸濁するのにも使用されてきた。Ｌａｗｉｎ  ｅｔ  ａｌ．，（１９９５）ＵＳ  ５，４５１，４０６を参照されたい。化粧品産業は、ベータグルカンの粘度、剪断強度および水分向上性によりベータグルカンの使用を支持している。
【０００７】
ベータグルカンの溶解性はその源により異なる。例えば、穀類ベータグルカンは通常水性溶媒に可溶であるが、酵母（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）ベータグルカンは水性溶媒に不溶である。可溶性のグルカンが望ましい。酵母ベータグルカンはリン酸基の添加により可溶化されてきており、Ｗｉｌｌｉａｍｓ  ｅｔ  ａｌ．，Ｉｍｍｕｎｕｎｏｐｈａｒｍａｃｏｌ．２２：１３９−１５６（１９９１）を参照されたい。Ｊａｍｅｓらの米国特許第５，６２２，９３９号は、Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅから可溶性ベータグルカンを抽出する方法を記載している。記載されている方法は酸加水分解、塩基加水分解ならびに遠心分離および限外濾過の大規模な使用を伴う複雑なものである。可溶化された酵母ベータグルカンの安定性についての詳細は提供されていない。
【０００８】
生物学的緩衝液はその両性イオン性により特徴づけられる。グッドの緩衝液（Ｇｏｏｄ，Ｎ．Ｅ．ｅｔ  ａｌ．，Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ５：４６７（１９６６）；Ｇｏｏｄ  Ｎ．Ｅ．ａｎｄ  Ｉｚａｗａ  Ｓ．Ｍｅｔｈ．Ｅｎｚｙｍｏｌ．２４：Ｐａｒｔ  Ｂ  ５３（１９７２）；Ｆｅｒｇｕｓｏｎ  Ｗ．Ｊ．ａｎｄ  Ｇｏｏｄ  Ｎ．Ｅ．，Ａｎａｌ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．１０４：３００（１９８０）を参照されたい）は、ｐＫａが６．０から８．０の間であるように、溶液のイオン組成による塩効果が最小であるように、カチオンとの相互作用が最小であるように設計されている。ガム溶液の安定化に関連したこれらの緩衝液の重要な特徴は、温度によるｐＨの変動を確実にする温度係数（ｐＫａ／Ｃ）である。この特徴を利用して、２０〜９６℃の温度範囲における配合中の不安定効果、詳細には水素結合極性の反転および零極性、中性段階の通過ならびに溶液が極限凝固点に近づく際の安定化効果の両方を作り出すことができる。
【０００９】
発明の開示
本発明は、ベータグルカンの安定な溶液を処方および製造する簡単で効率的な方法を提供する。本発明は、精製プロセスの間生物学的両性イオン緩衝液を利用し、冷却時のベータグルカンのゲル化および／または沈殿を抑制するものである。したがって、本発明はベータグルカンの収量を増加させるとともに、より粗な穀類配合物をベータグルカンの精製用の出発物質として使用できるようにする。
【００１０】
したがって、ある実施態様において、本発明はベータグルカン溶液のゲル化を抑制する方法を対象とする。この方法は、ベータグルカン溶液が約１０℃以下の温度に冷却されたときベータグルカン溶液のゲル化を抑制するに十分な条件下で、ベータグルカン含有配合物を生物学的両性イオン緩衝液と混合し、ベータグルカン溶液を生成する工程を含む。
【００１１】
他の実施態様において、本発明はベータグルカン溶液が約１０℃以下の温度に冷却されたとき、オート麦ベータグルカン溶液のゲル化を抑制する方法を対象とする。この方法は、オート麦ベータグルカン配合物をＨＥＰＥＳ緩衝液と混合する工程を含む。ＨＥＰＥＳ緩衝液は、保存剤および約２．５ｍＭから約５ｍＭの濃度のＨＥＰＥＳ緩衝剤を含み、約７．２のｐＨを有する。
【００１２】
さらに他の実施態様において、本発明は、ベータグルカン含有穀類配合物からベータグルカンを精製する方法を対象とする。この方法は、
（ａ）ベータグルカンを分散するに十分な条件下で、前記配合物を生物学的両性イオン緩衝液と混合し、ベータグルカン溶液を形成する工程；および
（ｂ）前記ベータグルカン溶液を加熱し、分散した親水コロイド溶液を製造する工程を含む。
【００１３】
好ましい実施態様において、前記方法は、分散した親水コロイド溶液を濾過し、浄化されたベータグルカン溶液を提供する工程をさらに含む。
さらに他の実施態様において、本発明は、オート麦ベータグルカン配合物からオート麦ベータグルカンを精製する方法を対象とする。この方法は、
（ａ）前記配合物を、保存剤および約２．５ｍＭから約５ｍＭの濃度のＨＥＰＥＳ緩衝剤を含み、約７．２のｐＨを有するＨＥＰＥＳ緩衝液と混合し、ベータグルカン溶液を形成する工程；
（ｂ）前記ベータグルカン溶液を約５４℃から約１００℃の温度に加熱し、分散した親水コロイド溶液を製造する工程；および
（ｃ）前記の分散した親水コロイド溶液を濾過して、浄化されたベータグルカン溶液を提供する工程を含む。
【００１４】
好ましい実施態様において、前記ベータグルカン溶液は、約６０℃から約６５℃の温度に加熱される。
他の実施態様において、本発明は、ベータグルカン含有穀類配合物からベータグルカンを精製する方法を対象とする。この方法は、
（ａ）穀類配合物中のベータグルカンを水和して、ベータグルカン溶液を製造する工程；
（ｂ）前記ベータグルカン溶液を加熱し、ベータグルカン溶液中のベータグルカンを溶解して、分散したベータグルカン溶液を提供する工程；
（ｃ）分散したベータグルカン溶液を濾過して、浄化されたベータグルカン溶液を提供する工程；および
（ｄ）生物学的両性イオン緩衝液を浄化されたベータグルカン溶液に加え、安定化ベータグルカン溶液を提供する工程を含む。
【００１５】
さらに他の実施態様において、本発明は、オート麦ベータグルカン配合物からオート麦ベータグルカンを精製する方法を対象とする。この方法は、
（ａ）オート麦ベータグルカン配合物中のベータグルカンを水和してベータグルカン溶液を製造する工程；
（ｂ）前記ベータグルカン溶液を約７５℃から約８５℃の温度に加熱して、ベータグルカン溶液中のベータグルカンを溶解し、分散したベータグルカン溶液を提供する工程；
（ｃ）分散したベータグルカン溶液を濾過して、浄化されたベータグルカン溶液を提供する工程；および
（ｄ）保存剤および約２．５ｍＭから約５ｍＭの濃度のＨＥＰＥＳ緩衝剤を含み、約７．２のｐＨを有するＨＥＰＥＳ緩衝液を浄化されたベータグルカン溶液に加え、安定化ベータグルカン溶液を提供する工程を含む。
【００１６】
他の実施態様において、本発明は、ベータグルカン溶液からのベータグルカンの沈殿を抑制する方法を対象とする。この方法は、ベータグルカン溶液が約１０℃以下の温度に冷却されるときベータグルカン溶液からのベータグルカンの沈殿を抑制するに十分な条件下で、ベータグルカン含有配合物を生物学的両性イオン緩衝液と混合しベータグルカン溶液を生成する工程を含む。
【００１７】
前記の方法のそれぞれにおける生物学的両性イオン緩衝液は、Ｎ−［２−ヒドロキシエチルピペラジン−Ｎ’−［２−エタンスルホン酸］（ＨＥＰＥＳ）、３−［Ｎ−モルホリノ］プロパンスルホン酸（ＭＯＰＳ）、Ｎ−トリス［ヒドロキシメチル］メチル−２−アミノエタンスルホン酸（ＴＥＳ）、Ｎ，Ｎ−ビス［２−ヒドロキシエチル］−２−アミノエタンスルホン酸（ＢＥＳ）、［カルバモイルメチル］−２−アミノエタンスルホン酸（ＡＣＥＳ）、ピペラジン−Ｎ，Ｎ’−ビス［２−エタンスルホン酸］（ＰＩＰＥＳ）、Ｎ−［２−アセトアミド］−２−イミノ二酢酸（ＡＤＡ）および３−［Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）アミノ］−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸（ＤＩＰＳＯ）からなる群から選択される生物学的緩衝剤を含むのが好ましい。さらに、緩衝液は保存剤を含んでもよい。
本発明のこれらの実施態様および他の実施態様は、本明細書の開示を考慮すれば、当業者には容易に思い付くであろう。
【００１８】
発明の詳細な説明
本発明の実施は、特に断りがない限り、当業界の技術範囲内にある化学、穀類化学および生化学の従来の方法を利用する。そのような技術は文献に完全に説明されている。例えば、Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｇｕｍｓ：Ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ  ａｎｄ  ｔｈｅｉｒ  ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ，Ｅｄｓ，Ｗｈｉｓｔｌｅｒ  Ｒ．Ｌ．  ａｎｄ  ＢｅＭｉｌｌｅｒ  Ｊ．Ｎ．（Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ），Ｏａｔｓ：Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｅｄ，Ｗｅｂｓｔｅｒ，Ｆ．Ｈ．（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃｅｒｅａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｓ，Ｓｔ  Ｐａｕｌ，ＭＮ）およびＢｅｙｎｏｎ  Ｒ．Ｊ．ａｎｄ  Ｅａｓｔｅｒｂｙ，Ｊ．Ｓ．Ｔｈｅ  Ｂａｓｉｃｓ：Ｂｕｆｆｅｒｓ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓを参照されたい。
本明細書および付随する特許請求の範囲において、単数形“ａ”，“ａｎ”および“ｔｈｅ”は、その内容が明らかに異なる場合を除き複数形を含む。したがって、ベータグルカンという用語は、２種以上のベータグルカンを含むこともある。
【００１９】
定義
本明細書を記載するにあたり、以下の用語を用いるが、それらを以下に示すとおり定義する。
「穀類」とは、限定はされないが大麦、オーツ麦、小麦、ライ麦、モロコシ、キビおよびコーンの栽培品種など数種の穀類のいずれをも意味する。
「ベータグルカン」とは、β（１−３）結合グルコピラノシル骨格またはβ（１−４）結合グルコピラノシル骨格または混合β（１−３）（１−４）結合グルコピラノシル骨格を有するグルカンを意味する。
「穀類ベータグルカン」または「穀類ベータグルカン抽出物」とは、穀類源から誘導された、ベータグルカンおよびベータグルカン抽出物をそれぞれ意味する。
【００２０】
「生物学的緩衝剤」とは、両性イオン性を持つ緩衝液を意味する。そのような緩衝液は、温度によるｐＨの変動を確実にし配合中の不安定効果、詳細には水素結合極性の反転および零極性、中性段階の通過を作り出す温度係数（ｐＫａ／Ｃ）を提供する。さらに、これらの緩衝液は、溶液が極限凝固点に近づく際の安定化効果を作りだす。そのような緩衝剤には、Ｎ−［２−ヒドロキシエチルピペラジン−Ｎ’−［２−エタンスルホン酸］（ＨＥＰＥＳ）、３−［Ｎ−モルホリノ］プロパンスルホン酸（ＭＯＰＳ）、Ｎ−トリス［ヒドロキシメチル］メチル−２−アミノエタンスルホン酸（ＴＥＳ）、Ｎ，Ｎ−ビス［２−ヒドロキシエチル］−２−アミノエタンスルホン酸（ＢＥＳ）、［カルバモイルメチル］−２−アミノエタンスルホン酸（ＡＣＥＳ）、ピペラジン−Ｎ，Ｎ’−ビス［２−エタンスルホン酸］（ＰＩＰＥＳ）、Ｎ−［２−アセトアミド］−２−イミノ二酢酸（ＡＤＡ）および３−［Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）アミノ］−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸（ＤＩＰＳＯ）；２−［Ｎ−モルホリノ］エタンスルホン酸（ＭＥＳ）；３−［Ｎ−モルホリノ］−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸（ＭＯＰＳＯ）；３−［Ｎ−トリス（ヒドロキシメチル）メチルアミノ］−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸（ＴＡＰＳＯ）；［２−ヒドロキシエチル］ピペラジン−Ｎ’−［２−ヒドロキシプロパンスルホン酸］（ＨＥＰＰＳＯ）；
【００２１】
ピペラジン−Ｎ，Ｎ’−ビス［２−ヒドロキシプロパンスルホン酸］（ＰＯＰＳＯ）；［２−ヒドロキシエチル］ピペラジン−Ｎ’−［３−プロパンスルホン酸］（ＥＰＰＳ）；トリエタノールアミン（ＴＥＡ）；Ｎ−トリス［ヒドロキシメチル］メチルグリシン（ＴＲＩＣＩＮＥ）；Ｎ，Ｎ−ｂｉｓ［２−ヒドロキシエチル］グリシン（ＢＩＣＩＮＥ）；Ｎ−トリス［ヒドロキシメチル］メチル−３−アミノプロパンスルホン酸（ＴＡＰＳ）；３−［（１，１−ジメチル−２−ヒドロキシエチル）アミノ］−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳＯ）；２−［Ｎ−シクロヘキシルアミノ］エタンスルホン酸（ＣＨＥＳ）；３−［シクロヘキシルアミノ］−２−ヒドロキシ−１−プロパンスルホン酸（ＣＡＰＳＯ）；２−アミノ２−メチル−１−プロパノール（ＡＭＰ）；および３−［シクロヘキシルアミノ］−１−プロパンスルホン酸（ＣＡＰＳ）があるがこれらに限定されない。好ましくは、前記緩衝剤はＨＥＰＥＳ、ＭＯＰＳ、ＴＥＳ、ＢＥＳ、ＡＣＥＳ、ＰＩＰＥＳ、ＡＤＡまたはＤＩＰＳＯであり、ＨＥＰＥＳが好ましい。上記の緩衝剤は、例えばＳｉｇｍａ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）から市販されている。
【００２２】
「グッドの緩衝液」とは、Ｎ．Ｅ．Ｇｏｏｄ（Ｇｏｏｄ，Ｎ．Ｅ．，ｅｔ  ａｌ．，Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ５：４６７（１９６６）；Ｇｏｏｄ  Ｎ．Ｅ．ａｎｄ  Ｉｚａｗａ，  Ｓ．Ｍｅｔｈ．Ｅｎｚｙｍｏｌ．２４：Ｐａｒｔ  Ｂ  ５３（１９７２）；Ｆｅｒｇｕｓｏｎ，Ｗ．Ｊ．ａｎｄ  Ｇｏｏｄ，Ｎ．Ｅ．，Ａｎａｌ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．１０４：３００（１９８０））により定義された、ＭＥＳ；ＰＩＰＥＳ；ＢＥＳ；ＭＯＰＳ；ＴＥＳ；ＨＥＰＥＳ；ＥＰＰＳ；ＴＲＩＣＩＮＥ；ＢＩＣＩＮＥ；ＣＡＰＳ；ＴＡＰＳを含む緩衝液を意味する。
【００２３】
「ゲル化」とは、ヒドロゾル（分散し可溶化した粘性の水性配合物）中に存在する粒子などのモノマー粒子が連続相と結びつきポリマー性の親水ゲル（無限の粘度および基本的に無限の重量平均分子量の弾性物質）を形成する当業界に認められたプロセスを意味する。したがって、本発明の目的には、ゲル化とは、分散相が連続相と結びつき粘性のゼリー状生成物を作り出す、コロイド形成プロセスである。
【００２４】
「ゲル化の抑制」とは、本明細書に記載された生物学的両性イオン緩衝液により処理されていない対照溶液が示すゲル化と比較して、本発明により処理された溶液中のゲル形成の低下を意味する。例えば、本発明により処理された溶液は、実施例に示すとおり認識可能な程度のゲル化、沈殿および製品品質の劣化を起こさずに、数回の冷凍／解凍サイクル、好ましくは少なくとも２〜５回の冷凍／解凍サイクルを耐えるのが典型的である。「ゲル化の抑制」という用語は、ゲル化が１００％阻止されることを要求しない。
【００２５】
「安定化ベータグルカン溶液」とは、本明細書に記載された生物学的両性イオン緩衝液により処理されていない対照溶液より少ないゲル化を示す、本発明により処理されたベータグルカン溶液を意味する。上記で説明したとおり、そのような溶液は、認識できるほどのゲル化、沈殿および製品品質の低下なしに、少なくとも２〜５回の冷凍／解凍サイクルを耐えるのが典型的である。
「分散された親水コロイド溶液」とは、水性溶液中に分布している溶媒和したベータグルカン粒子を含む水性コロイド配合物である。
【００２６】
「浄化されたベータグルカン溶液」とは、１００ＦＴＵ（Ｆｏｒｍａｚｉｎｅ  Ｔｕｒｂｉｄｉｔｙ  Ｕｎｉｔ；ホルマジン濁度単位）未満の濁度、好ましくは５０ＦＴＵ未満、より好ましくは２５ＦＴＵ未満、さらにより好ましくは１２ＦＴＵ未満、最も好ましくは５ＦＴＵの濁度を有するベータグルカン溶液を意味する。濁度およびその測定に関する議論には、例えば、Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｆｉｅｌｄ  Ｍａｎｕａｌ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｗａｔｅｒ−Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｄａｔａ  Ｂｏｏｋ  ９，Ｓｅｃｔｉｏｎ  Ａ６．７  ＵＳ  Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｓｕｒｖｅｙ（１９９８）を参照されたい。
【００２７】
一般的な方法
本発明の中心には、ベータグルカンの安定な溶液を製造する、簡単かつ効率的な方法の発見がある。溶液は、未処理のものと比較すると１０℃以下の温度に冷却されたとき、低減されたゲル化を示す。本方法は、精製中の溶液からのベータグルカンの沈殿を低減させ、より粗な出発物質を使用可能とする。例えば、本明細書に記載の方法は、高い粘度を示す高分子量ベータグルカンの使用を可能とする。
【００２８】
本発明の方法は、本明細書に示されるとおり安定性を増しゲルの生成を抑制する生物学的緩衝液を使用する。溶液を浄化して、化粧品および薬剤配合物に使用するための透明な溶液を提供することもできる。
【００２９】
本発明の方法を用いて、０．０１〜４％ベータグルカン：溶媒（ｗ／ｗ）、より一般的には０．０１〜２％、さらにより一般的には０．１〜１．５％ベータグルカン：溶媒（ｗ／ｗ）の範囲のベータグルカン溶液が処方でき、好ましくは０．５〜１％ベータグルカン：溶媒（ｗ／ｗ）溶液を処方することが可能である。したがって、本明細書に記載された方法は、並外れた安定性および長期にわたる貯蔵寿命を持つ純粋なベータグルカンの溶液の配合物を提供できる。
【００３０】
いくつかの公知の穀類源のいずれから誘導されるベータグルカンも本発明のプロセスで使用することができる。そのような穀類は、例えば大麦、オーツ麦、小麦、ライ麦、モロコシ、キビおよびコーンの栽培品種などであるがこれらに限定されず、大麦およびオート麦がその高いベータグルカン含量のため好ましい。
ベータグルカンは、例えばＳｉｇｍａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）およびＮｕｒｔｕｒｅ（ＭＴ）などの商業的な供給業者から粉末形態で入手可能である。Ｃａｎａｍｉｎｏ  Ｉｎｃ．（Ｓａｓｋａｔｏｏｎ，ＳＫ）はオート麦ベータグルカンを供給する。純度が８５％を超え塩分量が低いベータグルカンパウダーを本発明に使用することが好ましい。タンパク質を除去する方法は当業者に公知であり、例えばゲル濾過または酸加水分解である。塩分を除去する方法も公知であり、例えばエタノール沈殿またはエタノール洗浄がベータグルカン調製にしばしば利用されている。
【００３１】
本発明の目的には、ベータグルカンはさらなる精製に先立ち生物学的緩衝液に直接分散されてもよいし、浄化され濃縮されたベータグルカン溶液が製造された後など精製プロセス中のさらに下流で生物学的緩衝液に加えてもよい。例えば、プロセスの初期の段階で生物学的緩衝液を提供すると、精製プロセス中のゲル化および沈殿の問題なしにベータグルカンを分散するためにより低い温度が利用でき、精製された製品の安定性が増す。または、生物学的緩衝液をプロセスの後の方で用いて、最終製品の安定性を向上させることもできる。
【００３２】
一般的に、緩衝液濃度は約０．１ｍＭから約２０ｍＭの範囲であり、より一般的には０．１ｍＭから約１０ｍＭ、好ましくは約０．５ｍＭから約５ｍＭ、より好ましくは約１．０ｍＭから約５ｍＭ、最も好ましくは約２．５ｍＭである。緩衝液のｐＨは、２０℃で中性からわずかにアルカリ性のｐＨとなるように選択され、通常約ｐＨ６．５から約ｐＨ８．５の範囲であり、好ましくは約ｐＨ７から約ｐＨ８、さらにより好ましくは約ｐＨ７．０から約ｐＨ７．５、最も好ましくはｐＨ７．２である。生物学的緩衝液は、保存剤などの補助成分を含んでもよい。
【００３３】
例えば、ある実施態様において、ベータグルカンは、室温で直接生物学的緩衝液中に分散および水和される。１０〜２５℃において１〜２４時間の、より一般的には４〜１６時間の膨潤時間により、ベータグルカンが完全に水和することが見出された。または、生物学的緩衝液がより後の段階で提供される場合、ベータグルカンは、脱イオン水などの適当な水溶液中で分散および水和される。当業界に公知の技術を用いて安定した終点まで粘度を観察することにより、完全な水和が保証される。
【００３４】
膨潤に続き、分散および水和したベータグルカンを加熱して、分子間結合を分断することにより個々の炭水化物分子を解離させる。約５４℃から約１００℃に、好ましくは約６０℃から約９０℃に、好ましくは約６５℃から約８５℃に、最も好ましくは約７５℃から約８５℃への加熱により、グルカン分子が解離する。加熱時間は約０．５から約１２時間、好ましくは約０．５から約６時間、最も好ましくは約１時間から約２時間である。
【００３５】
加熱の後、分散していないベータグルカンの大きな塊を除去することによりベータグルカン溶液を浄化することが好ましい。これは濾過により行われる。透明な製品にするためには、直径１０ミクロンを超える大きさの粒子を、好ましくは直径４ミクロンを超える大きさの粒子を、最も好ましくは直径１ミクロンを超える大きさの粒子を除去することが好ましい。微粒子除去は、濾過助剤を塗布したＣｅｌｉｔｅなどのフィルターを通す浄化により達成することができる。
【００３６】
濾過材を選択するにあたり、分散したグルカン溶液中に塩を導入しないよう注意しなければならない。このため、高純度水によるフィルターの予備洗浄が必要であるが、より好ましくは最高品質の濾過材の使用が必要である。ベータグルカン溶液の清澄性は、濁度を評価することにより決定される。この点について、読みが１００ＦＴＵ（Ｆｏｒｍａｚｉｎｅ  Ｔｕｒｂｉｄｉｔｙ  Ｕｎｉｔ）未満、好ましくは５０ＦＴＵ未満、より好ましくは２５ＦＴＵ、さらにより好ましくは１２ＦＴＵ未満、最も好ましくは５ＦＴＵが得られるまで、濾過溶離剤の濁度を観測することが好ましい。濁度およびその測定に関する議論には、例えば、Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｆｉｅｌｄ  Ｍａｎｕａｌ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｗａｔｅｒ−Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｄａｔａ  Ｂｏｏｋ  ９，Ｓｅｃｔｉｏｎ  Ａ６．７  ＵＳ  Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｓｕｒｖｅｙ（１９９８）を参照されたい。
【００３７】
浄化に続いて、上述のように約０．０１〜４％ベータグルカン：溶媒（ｗ／ｗ）の範囲のベータグルカン溶液を得るために、透析および／またはダイアフィルトレーションまたは限外濾過などの当業界に公知ないくつかの方法のいずれかを用いてベータグルカン溶液を濃縮することができる。例えば、約１００，０００ダルトンの分子量遮断値を持つフィルターを用いて濾過すると、所望の純度の最終生成物を提供できる。
【００３８】
最終抽出物のベータグルカン含量は、当業者に公知のいくつかの方法を用いて決定できる。例えば、ベータグルカン含量は、熱量測定法および／またはサイズ排除クロマトグラフィーおよびＨＰＬＣなどの標準的な分析技術により測定することができる。Ｗｏｏｄ  ｅｔ  ａｌ．，Ｃｅｒｅａｌ  Ｃｈｅｍ．（１９７７）５４：５２４；Ｗｏｏｄ  ｅｔ  ａｌ．，Ｃｅｒｅａｌ  Ｃｈｅｍ．（１９９１）６８：３１−３９；およびＷｏｏｄ  ｅｔ  ａｌ．，Ｃｅｒｅａｌ  Ｃｈｅｍ．（１９９１）６８：５３０−５３６を参照されたい。ＭｃＣｌｅａｒｙおよびＧｌｅｎｎｉｅ−Ｈｏｌｍｅｓ  Ｊ．Ｉｎｓｔ．Ｂｒｅｗ．（１９８５）９１：２８５の技術を利用したＭｅｇａｚｉｍｅ（Ｉｒｅｌａｎｄ）などの市販のキットを利用して酵素的に分析することもできる。
【００３９】
Ｃ実験
本発明を実施するための具体的な実施態様の実施例を以下に示す。これらの実施例は説明の目的で提供されたもので、いかなる方法でも本発明の範囲を限定するものではない。
【００４０】
使用する数値（例えば量、温度など）について精度を確保するように努力をしたが、ある程度の実験誤差および逸脱はむろん見込まれるべきである。
ガムを分散する方法は当業界に公知であり、Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｇｕｍｓ；Ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ  ａｎｄ  Ｔｈｅｉｒ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ  Ｅｄｓ．Ｗｈｉｓｔｌｅｒ，  Ｒ．Ｌ．  ａｎｄ  ＢｅＭｉｌｌｅｒ  Ｊ．Ｎ．（Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ）３ｒｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ  ｐ．１８を参照されたい。ゲルの分散および水和用の専用機器も、例えばＨｅｎｋｅｌ  Ｃｏｒｐ．およびＱｕａｄｒｏ  Ｉｎｃ．から市販されている。
【００４１】
粘度は、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ  ＳｙｎｃｒｏＬｅｃｔｒｉｃまたはＨａａｋｅ  Ｒｏｔｏｖｉｓｃｏなどの回転剪断粘度計により測定される。機器を使用する方法は当業者に公知である。慣行的には、２０℃の一定温度で４段階のディスク回転速度で測定される。
ＨＥＰＥＳ緩衝剤（酸およびカリウム塩）は、Ｓｉｇｍａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）から入手した。１００倍濃縮ストック緩衝液を、Ｄｒ．Ｒ．Ｊ．Ｂｅｙｎｏｎ  ＵＭＩＳＴ，Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ，ＵＫにより規定された処方にしたがい調製した。Ｂｅｙｎｏｎ  ＲＪ  ａｎｄ  Ｅａｓｔｅｒｂｙ  ＪＳ，Ｔｈｅ  Ｂａｓｉｃｓ：Ｂｕｆｆｅｒ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓを参照されたい。
【００４２】
ＫｉｌｌａｔｏｌTM溶液からなる保存剤系を、Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ  Ｌａｂｓ（ＮＪ）から購入した。濾過材Ｃｅｌｉｔｅ  Ｈｙｆｌｏ  Ｓｕｐｅｒ−Ｃｅｌおよび酸洗浄済みＳｕｐｅｒ−Ｃｅｌは、Ｗｏｒｌｄ  Ｍｉｎｅｒａｌｓ（ＣＡ）から購入した。専用フィルターおよび濾過材は、Ｈｉｌｌｉａｒｄ  Ｓｔａｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  （ＮＣ）から入手した。
コロイド溶液の安定性を評価するための冷凍／解凍システムを開発した。コロイド溶液またはゲルの２５ｍｌサンプルを−１８℃の冷凍庫に入れ、固体状に凍るまで冷凍庫中に放置した。次にサンプルを室温（＋１８℃）に温めた。室温に達した後、ゲル化および／またはシネリシスがないかどうかサンプルを観察した。ゲル化／シネリシスを生じるサイクルの回数を記録した。１０ｍＭリン酸緩衝液中に調製した１％ベータグルカンサンプルを陽性対照として使用した。このサンプルは、冷凍解凍の１サイクルでゲル化した。Ｃａｎａｍｉｎｏ  Ｉｎｃ．から入手した市販サンプルＯｓｔａｒｏ  Ｇｌｕｃａｎ  １Ａ（水中に調製されたオート麦ベータグルカン）は、最大３サイクルでゲル化した。
【００４３】
実施例１
安定化１％ベータグルカン溶液の実験室での調製
純度が８５％を超えるオート麦ベータグルカンパウダーをＣａｎａｍｉｎｏ  Ｉｎｃ．（Ｓａｓｋａｔｏｏｎ，ＳＫ，Ｃａｎａｄａ）から入手した。ベータグルカンを４５０ミクロンのふるいを用いてふるいにかけ、ふるいを通過したもののみを溶液調製に用いた。最終濃度１％を得るベータグルカンの量を、純度およびパウダー中の水分含量を考慮して計算した。ｐＨ６の２．５ｍＭＨＥＰＥＳの緩衝液の必要量をビーカーに入れ、オーバーヘッドミキサーにより渦をつくった。２．５％ＫｉｌｌａｔｏｌTMおよび０．４％ソルビン酸カリウムの保存剤系を加えると、溶液のｐＨが７．２になった。ベータグルカンパウダーをゆっくりと緩衝液にふるい入れ、２時間撹拌した。渦を調整することなく、溶液を１時間５５〜６０℃に加熱した。１％ベータグルカン溶液を放冷した。溶液は外観上透明でｐＨは７．２であった。ｐＨ７．０の１０ｍＭリン酸緩衝液中の１％ベータグルカンの対照を用いて、試料を冷凍／解凍試験にかけた。その結果は、対照ベータグルカン溶液は１回の冷凍／解凍サイクルの後でゲル化した。安定化ベータグルカン溶液は、製品の品質低下なしに５サイクルを耐えた。
【００４４】
実施例２
目視で透明な安定化１％ベータグルカン溶液の実験室での調製
加熱工程の終了後に溶液を濾過した点を除いて、実施例１で記載のとおり調製を行った。
濾過は、標準的な実験室真空濾過装置により行った。最終製品の純度を確保するため濾床を用意した。Ｃｅｌｉｔｅ  Ｈｉｆｌｏ  Ｓｕｐｅｒ−Ｃｅｌからなるフィルターを蒸留水で予備洗浄した。温かいベータグルカン溶液を、濾床を２回通して濾過した。得られた溶液の濁度は、１１ＦＴＵ未満であった。溶液は外観上透明であり、ｐＨは７．２であった。ｐＨ７．０の１０ｍＭリン酸緩衝液中の１％ベータグルカンの対照を用いて、試料を冷凍／解凍試験にかけた。その結果は、対照ベータグルカン溶液は１回の冷凍／解凍サイクルの後でゲル化した。安定化ベータグルカン溶液は、製品の品質低下なしに５サイクルを耐えた。
【００４５】
実施例３
透明な０．５％安定化ベータグルカン溶液の製造工場での製造
製造工程系統図が図２に示されている。純度８５％を超えるオート麦ベータグルカンパウダーを、Ｃａｎａｍｉｎｏ  Ｉｎｃ．（Ｓａｓｋａｔｏｏｎ，ＳＫ，Ｃａｎａｄａ）から入手した。ベータグルカンを４５０ミクロンのふるいに通し、ふるいを通ったもののみを溶液調製に用いた。最終濃度０．５％のベータグルカン溶液２００リットルを製造するためのベータグルカンの量は、純度およびパウダー中の水分量を考慮して計算した。ｐＨ８．０の２．５ｍＭＨＥＰＥＳ緩衝液の必要量を、側面に取り付けたオーバーヘッドスターラーを備えた混合タンクに入れた。渦をつくり、２．５％ＫｉｌｌａｔｏｌTMおよび０．４％ソルビン酸カリウムの保存剤系を加えると、溶液のｐＨが７．２になった。
連続して設置されたパウダー分散ユニットおよび冷浸機（きつく嵌まる冷浸機ヘッドにより装着されている）を用いてベータグルカンパウダーを加えた。溶液を４時間混合および水和した。渦を調整せずに、溶液を６０〜６５℃に１時間加熱した。
【００４６】
Ｗｏｒｌｄ  Ｍｉｎｅｒａｌｓ  Ｉｎｃ．が提供する指示に従いＣｅｌｉｔｅ  Ｈｉｆｌｏ  Ｓｕｐｅｒ−Ｃｅｌのプレコートと共に板枠式圧濾機を準備した。５ＦＴＵ未満の濁度が得られるまで、濾過床を工場プロセス水で洗浄した。次いで、濾過床を、さらに床体積の２倍の逆浸透精製水で洗浄した。
ベータグルカンパウダーの初期重量と等しい重さのＣｅｌｉｔｅからなる製薬グレードのＣｅｌｉｔｅ  Ｈｉｆｌｏの「供給」を混合容器内のベータグルカン溶液に加え、１０分間混合することにより分散させた。次いで、この溶液をポンプにより濾過床に通し、５ＦＴＵ未満の濁度が得られるまで循環させた。
試料を冷凍解凍サイクルにかけた。その結果は、ｐＨ７．０の１０ｍＭリン酸緩衝液に調製された対照ベータグルカン溶液は１回の冷凍／解凍サイクルの後でゲル化した。安定化ベータグルカン溶液は、製品の品質低下なしに５サイクルを耐えた。
【００４７】
実施例４
高粘度安定化１％ベータグルカン溶液の製造工場での製造
製造工程系統図が図３に示されている。分子量が１，０００，０００を超えるオート麦ベータグルカンパウダー（純度６８％）を０．８５ｍｍふるい（ＵＳ＃２０ｓｉｅｖｅ）を通してふるいにかけ、ふるいを通ったもののみを溶液調製に用いた。最終濃度１．０％のベータグルカン溶液６０リットルを製造するためのベータグルカンの量を、純度およびパウダーの水分量から計算した。
全ての機器は、食品医薬品局の要求基準および米国連邦規則集にしたがい標準的な化学薬品を用いて使用前に消毒した。
０．２％ベータグルカン使用液（３００リットル）を製造するために必要な量の脱イオン水を、中央に取り付けたオーバーヘッドミキサーおよび加熱設備を備えた混合タンクに入れた。
【００４８】
ベータグルカンを、Ｑｕａｄｒｏ“ＺＣ”Ｐｏｗｄｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｕｎｉｔのパウダーホルダーに加え、脱イオン水に分散した。グルカンを完全に水和させるタンク混合を、室温で（約２０℃）１時間継続した。混合速度は、渦を形成しない最大値に調整した。配合物のｐＨを測定すると７．４であった。完全に水和した後、混合物の温度を約８５℃に上げ１時間維持した。渦を作らない最大値で混合を継続した。１時間後、ベータグルカンは完全に溶解した。
連続して設置された６ミクロンおよび０．５ミクロンのフィルターを用いて板枠式圧濾機（Ｈｉｌｌｉａｒｄ  Ｓｔａｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）を用意し、約７５℃に予備加熱した。ベータグルカン溶液を圧濾機に通し、８５℃に保たれた準備タンクに流した。
【００４９】
板枠式圧濾機は、Ｓｔａｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ０．４ミクロンＧｌｉｓｔｅｎ−ｎ−ｇｌｏフィルターを備えていた。フィルターを２５リットルの工場プロセス水で洗浄し、次いで５ＦＴＵ未満の濁度が得られユニットの温度が約７５℃に達するまで熱脱イオン水をフィルター系に再循環させることにより平衡させた。ベータグルカン溶液を最低圧力でポンプにより圧濾機に通した。このようにして、１０ＦＴＵ未満の濁度が得られた。
【００５０】
ダイアフィルトレーションを利用して、ベータグルカンを１％ｗ／ｗ溶液に濃縮した。Ｄｅ  Ｄａｎｓｋｅ  Ｓｕｋｋｅｒｆａｂｒｉｋｋｅｒ  ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍは、約１００，０００の分子量遮断値を持つポリスルホンメンブランを備えていた。６５℃で操作し、ベータグルカン溶液を１．１％に濃縮した。
処方を終了するため、２５０ｍＭＨＥＰＥＳ緩衝液ｐＨ７．２をグルカン溶液に加え、ｐＨ７．２で最終ＨＥＰＥＳ濃度を２．５ｍＭとした。次に、２．５％Ｋｉｌｌａｔｏｌおよび０．４％ソルビン酸カリウムの保存剤系を加えた。品質管理試料を採取して、微生物学的分析、濁度測定、pH確認を行った。追加の試料を採取して冷凍解凍サイクルにかけた。配合物は５回の冷凍解凍サイクルの間安定性を示した。
【００５１】
上記の手順により、高粘度ベータグルカン出発材料を利用して１％溶液を作ることができ、水和および濾過工程に希薄溶液を利用している。この方法を用いて、最終濃度を４％グルカンまで上げることができる。またこの方法により、低パーセンテージベータグルカン溶液をフィードストックとして使用できるが、ダイアフィルトレーションにより緩衝交換および濃縮が可能であると同時に、分子量が１００，０００ダルトンを超える混在タンパク質を除去できるからである。
このように、ベータグルカンを製造する新規な方法が開示される。本発明の好ましい実施態様を詳細に記載してきたが、請求項により定義される本発明の精神と範囲を逸脱せずに明白な変形が可能であることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ベータグルカンの処理を示すフローチャートである。
【図２】  ベータグルカン溶液を製造する商業的な方法を示す工程系統図である。小さい円と番号は、品質管理ポイントを示す。
【図３】  ベータグルカン溶液を製造する別な商業的方法を示す工程系統図である。小さい円と番号は、品質管理ポイントを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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