(57)【要約】  マイクロ波処理によるアルギン酸の解重合。【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルギン酸の解重合の方法であって、
ａ）工程ｂのための出発物質としてアルギン酸を供給する工程であって、前記アルギン酸出発物質は０〜４．４の範囲のｐＨを有し、前記アルギン酸出発物質の乾物含量は５〜１００％ｗ／ｗの範囲である、工程と、
ｂ）前記アルギン酸出発物質をマイクロ波照射により処理してアルギン酸解重合物質を得る工程と
を含む、方法。
【請求項２】
前記マイクロ波の周波数が、３００ＭＨｚ〜３００ＧＨｚ、例えば、３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚ、好ましくは、３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アルギン酸出発物質中のアルギン酸の濃度が、乾物に基づき７．５〜１００％ｗ／ｗの範囲、例えば、乾物に基づき８０〜１００％ｗ／ｗの範囲、好ましくは、乾物に基づき９０〜１００％ｗ／ｗの範囲である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記アルギン酸出発物質が、０〜３．５の範囲のｐＨを有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記アルギン酸出発物質の前記乾物含量が、５〜９０％ｗ／ｗの範囲である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記アルギン酸出発物質が、１，５００，０００〜５０，０００Ｄａの重量平均分子量を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記アルギン酸出発物質が、水、メタノール、エタノール、およびイソプロパノールからなる群から選択される１種以上の溶媒との混合物の状態でアルギン酸を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記アルギン酸出発物質が、水中にアルギン酸を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記アルギン酸出発物質が、還元剤および／または酸化剤をさらに含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記アルギン酸出発物質が、前記マイクロ波処理の前に水切りおよび／またはプレスおよび／または乾燥される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記アルギン酸解重合物質が、３００，０００〜２，０００Ｄａの重量平均分子量を有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記アルギン酸解重合物質が、種々のアルギン酸塩を得るために前記マイクロ波処理後にさらに中和される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記解重合アルギン酸が、プロピレンオキシドを用いてアルギン酸プロピレングリコールに変換される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記アルギン酸出発物質が、アルギン酸繊維の形態である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法によって入手可能なアルギン酸解重合物質。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルギン酸の解重合の方法およびその方法によって得られる解重合アルギン酸に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルギネートおよびアルギン酸は、褐藻の細胞壁および特定の微生物中に広く分布する天然に存在する親水性多糖に適用される総称である。抽出された形態において、これは水を迅速に吸収し、これは自量の２００〜３００倍の水を吸収することが可能である。
【０００３】
アルギネートは、種々の製剤（例えば、胃の逆流防止薬）において使用される。アルギネートはさらに、歯科、人工器官、生体彫像（ｌｉｆｅｃａｓｔｉｎｇ）におけるインプレッション作製材料として、および場合によっては、小規模注入成形の雄型（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）を生成するために使用される。アルギネートは、増粘剤およびゲル化剤として、ならびに食物繊維として、食品産業でも使用される。さらに、アルギネートは、捺染、溶接棒および製紙コーティングなどの工業用途においても使用される。アルギン酸カルシウムは、治癒を促進する火傷用包帯をはじめとする様々な種類の医療製品において使用されており、従来の包帯よりも少ない痛みを伴って除去され得る。また、アルギネートには生体適合性がありかつ二価カチオン（例えば、カルシウム）で簡単にゲル化されるため、これは、細胞の固定化およびカプセル化のために広く使用されている。
【０００４】
胃の逆流防止薬および食物繊維としてなどの上記の使用の多くについて、アルギネートが高濃度で投与されるとしても、低粘度の最終製品が望ましいため、低分子量のアルギネートが必要とされる。
【０００５】
現在のところ、製造方法は、中間体（すなわち、アルギン酸）または完成品（すなわち、アルギン酸ナトリウム）の熱解重合に基づいている［非特許文献１］。
【０００６】
特許文献１は、粉末褐海藻および粉末コンブを水中に懸濁させる工程と、それを室温で３０分間放置しておく工程と、その後、この物質をマイクロ波処理により前処理する工程とを含む方法について記載している。
【０００７】
特許文献２は、水中のアルギン酸物質のマイクロ波処理について記載している。
【０００８】
しかしながら、簡潔で、連続的かつ費用効果的な方法が依然として望まれる。
【０００９】
さらに、アルギネート生産に一般的に使用される海藻は、特定の貯蔵条件下において、または季節性のために、場合によっては、最終アルギネート製品において高い微生物学的計数に繋がり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】韓国公開特許第２００１０１００２５０号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１１／００２８７０８号明細書
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｈ．Ｋ．Ｈｏｌｍｅａ，Ｋ．Ｌｉｎｄｍｏａ，Ａ．Ｋｒｉｓｔｉａｎｓｅｎａ，Ｏ．Ｓｍｉｄｓｒｏｅｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  ｄｅｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｌｇｉｎａｔｅ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｓｏｌｉｄ  ｓｔａｔｅ，Ｃａｒｂｏｈｙｄｒ．Ｐｏｌｙｍ．２００３，５４，４３１−４３８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の実施形態の目的は、機械処理または手処理を最小限にした簡潔かつ費用効果的な方法を提供することである。本発明の実施形態のさらなる目的は、環境上の理由から、低使用量の化学薬品を用いるアルギン酸の解重合のための方法を提供することである。さらに、本発明の実施形態の目的は、最終アルギネート製品中の微生物計数を低減する方法を提供することである。さらに、本発明の実施形態の目的は、無菌の解重合アルギネート製品をも結果としてもたらす方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本明細書に開示されるマイクロ波処理を用いてアルギン酸の解重合のための効果的かつ迅速な方法が得られることが、本発明者により見出された。一実験において、アルギン酸の重量平均分子量は、７分４０秒間のマイクロ波処理後に２７０ＫＤａから４３ｋＤａに低減される。比較すると、２時間にわたる１０５℃での従来のオーブンでの処理は、僅かにより高い重量平均分子量、すなわち５６ｋＤａを結果としてもたらす。
【００１４】
さらに、化学薬品の添加または中間体の貯蔵などのさらなる加工が、マイクロ波処理のためには必要とされない。代わりにこれは、連続プロセスを成り立たせる可能性を提供する。
【００１５】
さらに、マイクロ波処理は、アルギン酸出発物質中に微生物がいれば殺すための有効な方法である。実験室実験からの結果は、試料の５分間のマイクロ波処理が、総生菌数（ｔｏｔａｌ  ｐｌａｔｅ  ｃｏｕｎｔ）を１０４コロニー形成単位（ｃｆｕ）／ｇから＜１００ｃｆｕ／ｇに、中温性胞子については１０４ｃｆｕ／ｇから＜１０ｃｆｕ／ｇに低減するのに十分であったことを示す。パイロット規模の結果は、試料の３分未満のマイクロ波処理が総生菌数を１０４ｃｆｕ／ｇから＜１００ｃｆｕ／ｇに低減するのに十分であることを示した。
【００１６】
したがって、第１の態様において、本発明は、アルギン酸の解重合の方法であって、
ａ）工程ｂのためのアルギン酸出発物質としてアルギン酸を供給する工程であって、アルギン酸出発物質は０〜４．４の範囲のｐＨを有し、アルギン酸出発物質の乾物含量は５〜１００％ｗ／ｗの範囲である、工程と、
ｂ）前記アルギン酸出発物質をマイクロ波照射により処理してアルギン酸解重合物質を得る工程と
を含む、方法に関する。
【００１７】
さらなる態様において、本発明は、本明細書に記載される方法によって入手可能なアルギン酸解重合物質に関する。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本明細書に開示されるのは、アルギン酸の解重合の方法であって、
ａ）工程ｂのためのアルギン酸出発物質としてアルギン酸を供給する工程であって、アルギン酸出発物質は０〜４．４の範囲のｐＨを有し、アルギン酸出発物質の乾物含量は５〜１００％ｗ／ｗの範囲である、工程と、
ｂ）前記アルギン酸出発物質をマイクロ波照射により処理してアルギン酸解重合物質を得る工程と
を含む、方法である。
【００１９】
アルギネートおよびアルギン酸は、モノマー構成単位として１−４結合したβ−Ｄ−マンヌロン酸およびα−Ｌ−グルロン酸（塩；マンヌロン酸塩およびグルロン酸塩）からなる直線状コポリマーである。モノマーは、連続したＧ残基（Ｇブロック）のホモポリマーブロック、連続したＭ残基（Ｍブロック）のホモポリマーブロック、または交互のＭ残基およびＧ残基（ＭＧブロック）で現れ得る。マンヌロン酸およびグルロン酸のｐＫａ値はそれぞれ３．３８および３．６５であり、これは、低ｐＨでの水へのポリマンヌロン酸およびポリグルロン酸の溶解度を制限する。交互のマンヌロン酸残基およびグルロン酸残基（ＭＧ）を有するアルギネートが、最も高い酸溶解度を有する。
【００２０】
自然界において、アルギネートは、海洋褐藻（Ｐｈａｅｏｐｈｙｔａ）に主として限定されるが、褐藻からのアルギネートに類似した細胞外ポリマー物質は、土壌細菌（例えば、アゾトバクター・ビネランジイ（Ａｚｏｔｏｂａｃｔｅｒ  ｖｉｎｅｌａｎｄｉｉ）およびシュードモナス属（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）のいくつかの種）によっても産生される。アルギネートは、乾物の４０％までを構成しかつ湿潤海藻重量の２〜７％を構成する最も豊富な多糖として、褐藻中に存在する。アルギネートは、ナトリウム、カルシウム、マグネシウムおよび他の多価カチオンを含有するゲルとして細胞間マトリックス中にある。その主要機能は構造に関するものであり、強度および柔軟性の両方を藻組織に与えている。
【００２１】
本方法のための出発物質は、好ましくは、海藻からの天然アルギネートに基づく。しかしながら、これはまた、アゾトバクター・ビネランジイ（Ａｚｏｔｏｂａｃｔｅｒ  ｖｉｎｅｌａｎｄｉｉ）および他の微生物から生じるアルギネートにも基づき得る。
【００２２】
従来より、アルギネート加工はいくつかの工程からなる。海藻の採取および任意選択の乾燥後の最初の工程は、微粉砕および洗浄であり得る。その後、アルカリ抽出プロセスが始まり、多くの異なる加工工程後に純粋なアルギン酸が製造される。アルギン酸は、種々のアルギン酸塩およびエステルの原料となる。
【００２３】
バイオマスからアルギネートを単離するための１つの方法は、酸残基のｐＫａよりも下にｐＨを下げることである。ｐＨを低下させると、カルボン酸によって結合されたカルシウムおよび他のカチオンがプロトンと交換された状態になり、ポリマーがゲル化または固体段階のアルギン酸凝塊として沈殿するであろう。カチオンおよびカルシウムの含有量が、この精製工程の間に固体／ゲル化物質においてかなり低減された。単離されたゲル化／固体物質は、アルカリでｐＨを上昇させることにより溶解されて例えばアルギン酸ナトリウムを形成し得、次いでこれがさらなる精製工程（例えば、濾過）に供され得る。最終単離工程は、様々な方法で実施され得る。これらのうちの１つは、アルギン酸Ｃａとしてのポリマーの沈殿、それに続く、水不溶性アルギン酸Ｃａをアルギン酸に変換するための酸洗浄である。別の方法は、液体アルギン酸ナトリウムを、例えば硫酸の添加によって、アルギン酸として直接沈殿させることである。両方の場合において、結果として生じるアルギン酸は、種々のアルギン酸塩の調製のための出発物質として、また、共有結合により修飾されたプロピレングリコールエステルのための出発物質としても使用され得る。アルギン酸が中和された後に、アルギン酸塩が乾燥され、所望の粒径に微粉砕される。最終アルギネートを単離するためのさらに別の方法は、アルコール（例えば、エタノールまたはイソプロピルアルコール）中で液体アルギン酸ナトリウムを沈殿させることであり、それにより、ゲル化／固体亜氷期の例えばアルギン酸ナトリウムが得られる。アルギン酸ナトリウム、カリウム、およびアンモニウムの塩は水に可溶であり、粘稠溶液を形成する。アルギン酸およびアルギン酸カルシウムは、水に不溶である。
【００２４】
アルギン酸出発物質の説明
本明細書に開示される方法において使用される出発物質は、アルギン酸を含む。
【００２５】
本文脈において、用語「アルギン酸」とは、構成するマンヌロン酸およびグルロン酸が、プロトン化度が５０％である限界（すなわちそれらのｐＫａ値）まで十分にプロトン化されていることを意味する。アルギネートのｐＫａ値は、４．４までであることが測定されている［Ａ．Ｈａｕｇ，Ｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｌｇｉｎｉｃ  ａｃｉｄ，Ａｃｔａ  Ｃｈｅｍ．Ｓｃａｎｄ．１９６１，１５，９５０−９５２］。
【００２６】
上に記載したように、アルギン酸は、酸残基のｐＫａよりも下にｐＨを下げることにより得られ得る。これは、数あるカチオンの中でも特に、カルシウム、マグネシウム、鉄、カリウムおよびナトリウムの、ポリマーからの除去を可能にする。
【００２７】
一態様において、アルギン酸は、ゲル化または固体段階のアルギン酸凝塊の形態である。さらなる態様において、アルギン酸は不溶である。アルギン酸の不溶性は、例えば「Ａ．Ｈａｕｇ，Ｂ．Ｌａｒｓｅｎ  Ｔｈｅ  ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ  ｏｆ  ａｌｇｉｎａｔｅ  ａｔ  ｌｏｗ  ｐＨ，Ａｃｔａ  Ｃｈｅｍ．Ｓｃａｎｄ．１９６３，１７，１６５３−１６６２」に記載されているように、当業者に知られている任意の方法によって測定され得る。
【００２８】
一態様において、アルギン酸出発物質は、アルギン酸繊維の形態である。
【００２９】
本方法におけるアルギン酸出発物質は、マイクロ波処理の間の物質の褐変または燃焼を防ぐのに十分な水分を含有すべきである。
【００３０】
一態様において、アルギン酸出発物質の乾物含量は、５〜１００％ｗ／ｗの範囲、例えば、５〜９０％ｗ／ｗの範囲、例えば、１５〜７０％ｗ／ｗの範囲、好ましくは、２５〜４５％ｗ／ｗの範囲である。
【００３１】
乾物含量は、１種以上の溶媒の添加によって調整され得る。一態様において、アルギン酸出発物質は、水、メタノール、エタノール、およびイソプロパノールからなる群から選択される１種以上の溶媒との混合物の状態でアルギン酸を含む。好ましい態様において、アルギン酸は、唯一の溶媒としての水と混合される。好ましい態様において、アルギン酸出発物質は、水中にアルギン酸を含む。
【００３２】
アルギン酸出発物質中のアルギン酸の濃度は、好ましくは、乾物に基づき７．５〜１００％ｗ／ｗの範囲、例えば、乾物に基づき８０〜１００％ｗ／ｗの範囲、好ましくは、乾物に基づき９０〜１００％ｗ／ｗの範囲である。アルギネート濃度は、当業者に知られている様々な方法で測定され得る。例えば、「Ｈ．Ｓ．Ｓｏｅｄｊａｋ  Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｉｃ  ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｃａｒｒａｇｅｅｎａｎｓ  ａｎｄ  ｏｔｈｅｒ  ａｎｉｏｎｉｃ  ｈｙｄｒｏｃｏｌｌｏｉｄｓ  ｗｉｔｈ  Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｂｌｕｅ，Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．１９９４，６６，４５１４−４５１８」および本明細書において言及される参考文献を参照されたい。
【００３３】
一態様において、アルギン酸出発物質は、１，５００，０００〜５０，０００Ｄａの重量平均分子量を有する。分子量は、本明細書において「一般手順」で説明される方法によって測定され得る。
【００３４】
一態様において、アルギン酸出発物質は、０〜４．４の範囲、例えば、０〜３．６５の範囲、例えば、０〜３．５の範囲、例えば、０．１〜４．２の範囲、例えば、０．２〜３．６５の範囲、例えば、好ましくは０〜２．５の範囲のｐＨを有する。一態様において、ｐＨは、酸（例えば、硫酸）の添加によって調整される。ｐＨ０〜４．４のｐＨ範囲においてアルギン酸のマイクロ波処理を実施することにより、グリコシド結合のより迅速な切断が得られることが見出された。このことにより、より少ないエネルギー消費を意味するより迅速な解重合プロセスが結果としてもたらされる。
【００３５】
解重合を促進するために、好適な薬剤、すなわち還元剤または酸化剤が、添加され得る。［Ｏ．Ｓｍｉｄｓｒｏｅｄ，Ａ．Ｈａｕｇ，Ｂ．Ｌａｒｓｅｎ  Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ａｌｇｉｎａｔｅ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｐｒｅｓｅｎｃｅ  ｏｆ  Ｒｅｄｕｃｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ，Ａｃｔａ  Ｃｈｅｍ．Ｓｃａｎｄ．１９６３，１７，２６２８−２６３７］、［Ｏ．Ｓｍｉｄｓｒｏｅｄ，Ａ．Ｈａｕｇ，Ｂ．Ｌａｒｓｅｎ  Ｔｈｅ  Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ  ｏｆ  Ｒｅｄｕｃｉｎｇ  Ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ  ｏｎ  ｔｈｅ  Ｒａｔｅ  ｏｆ  Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ａｌｇｉｎａｔｅｓ，Ａｃｔａ  Ｃｈｅｍ．Ｓｃａｎｄ．１９６３，１７，１４７３−１４７４］、［Ｏ．Ｓｍｉｄｓｒｏｅｄ，Ａ．Ｈａｕｇ，Ｂ．Ｌａｒｓｅｎ  Ｋｉｎｅｔｉｃ  Ｓｔｕｄｉｅｓ  ｏｎ  ｔｈｅ  Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ａｌｇｉｎｉｃ  Ａｃｉｄ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｐｒｅｓｅｎｃｅ  ｏｆ  Ｉｒｏｎ  Ｓａｌｔｓ，Ａｃｔａ  Ｃｈｅｍ．Ｓｃａｎｄ．１９６５，１９，１４３−１５２］。したがって、一態様において、アルギン酸出発物質は、例えば、ヒドロキノン、亜硫酸ナトリウム、フロログルシノール、硫化水素ナトリウム、亜ジチオン酸塩、システイン、チオグリコール酸、フェニルヒドラジン、アスコルビン酸、メチレンブルーと組み合わせた還元ジホスホピリジンヌクレオチド（ＤＰＮＨ）、硫酸ヒドラジン、ジヒドロキシマレイン酸、塩化鉄（ＩＩＩ）の添加を伴うまたは伴わない過酸化水素の群から選択される、還元剤および／または酸化剤をさらに含み得る。
【００３６】
マイクロ波処理
本文脈において、用語「アルギン酸解重合物質」とは、処理された結果として生じたアルギン酸物質が、例えば本明細書に記載されるように測定されると、アルギン酸出発物質よりも低い重量平均分子量を有するものであることを意味する。
【００３７】
好ましくは、マイクロ波処理は、連続プロセスとして行われる。
【００３８】
一態様において、アルギン酸出発物質は、マイクロ波処理の前に水切りおよび／またはプレスおよび／または乾燥され得る。
【００３９】
一態様において、マイクロ波の周波数は、３００ＭＨｚ〜３００ＧＨｚ、好ましくは３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚ、好ましくは３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚである。最終用途に望まれるアルギン酸解重合物質の最終粘度に応じて、マイクロ波処理の時間または作用は調整され得る。
【００４０】
一態様において、マイクロ波処理は、大気圧で行われる。
【００４１】
一態様において、アルギン酸解重合物質は、３００，０００〜２，０００Ｄａの重量平均分子量を有する。
【００４２】
一態様において、本明細書に記載される方法は、副生物を伴わずにまたは小さな割合の副生物を伴わずに解重合アルギン酸を提供するため、解重合アルギン酸は、高純度で得られる。
【００４３】
マイクロ波処理後の任意選択の処理
マイクロ波処理後に、アルギン酸解重合物質は、さらなる使用に依存して、乾燥および／または微粉砕および／またはブレンドおよび／または袋詰めされ得る。
【００４４】
一態様において、アルギン酸解重合物質は、種々のアルギン酸塩を得るためにマイクロ波処理後にさらに中和される。中和は、当業者に知られている多くの方法によって行われ得る。一態様において、中和された解重合アルギン酸塩を得るために、中和が、（ＮＨ４）２ＣＯ３、Ｍｇ（ＨＣＯ３）２、Ｃａ（ＨＣＯ３）２、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＨＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、ＫＨＣＯ３、ＮＨ４ＨＣＯ３、ＭｇＣＯ２、ＣａＣＯ３、ＣａＳＯ４およびＮａ２ＳＯ４の群から（例えば、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＨＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、ＫＨＣＯ３、ＮＨ４ＨＣＯ３、ＭｇＣＯ２、およびＣａＣＯ３の群から）選択される１種以上の塩を用いて行われる。
【００４５】
なおさらなる態様において、解重合アルギン酸は、プロピレンオキシドを試薬として用いてアルギン酸プロピレングリコールに変換される。
【００４６】
なおさらなる態様において、中和されたアルギン酸解重合物質は、さらに乾燥および／または微粉砕および／またはブレンドおよび／または袋詰めされる。
【００４７】
なおさらなる態様において、中和されたアルギン酸解重合物質は、食品用途または薬学的用途のために、他の塩（例えば、リン酸塩、クエン酸塩、炭酸塩およびカルシウム塩）とブレンドされる。
【００４８】
以下に、さらなる実施形態が記載される。
【００４９】
実施形態１．アルギン酸の解重合の方法であって、
ａ）工程ｂのための出発物質としてアルギン酸を供給する工程と、
ｂ）前記アルギン酸出発物質をマイクロ波照射により処理してアルギン酸解重合物質を得る工程と
を含む、方法。
【００５０】
実施形態２．アルギン酸の解重合の方法であって、
ａ）工程ｂのための出発物質としてアルギン酸を供給する工程であって、アルギン酸出発物質は０〜４．４の範囲のｐＨを有し、アルギン酸出発物質の乾物含量は５〜１００％ｗ／ｗの範囲である、工程と、
ｂ）前記アルギン酸出発物質をマイクロ波照射により処理してアルギン酸解重合物質を得る工程と
を含む、方法。
【００５１】
実施形態３．アルギン酸が、不溶性形態である、実施形態１または２に記載の方法。
【００５２】
実施形態４．マイクロ波の周波数が、３００ＭＨｚ〜３００ＧＨｚ、例えば、３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚ、好ましくは、３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚである、実施形態１〜３のいずれか１つに記載の方法。
【００５３】
実施形態５．アルギン酸出発物質中のアルギン酸の濃度が、乾物に基づき７．５〜１００％ｗ／ｗの範囲、例えば、乾物に基づき８０〜１００％ｗ／ｗの範囲、好ましくは、乾物に基づき９０〜１００％ｗ／ｗの範囲である、実施形態１〜４のいずれか１つに記載の方法。
【００５４】
実施形態６．アルギン酸出発物質が、０〜４．４の範囲、例えば、０〜３．５の範囲、例えば、０．１〜４．２の範囲、例えば、０．２〜３．６５の範囲、例えば、好ましくは０〜２．５の範囲のｐＨを有する、実施形態１〜５のいずれか１つに記載方法。
【００５５】
実施形態７．アルギン酸出発物質の乾物含量が、５〜１００％ｗ／ｗの範囲、例えば、５〜９０％ｗ／ｗの範囲、例えば、１５〜７０％ｗ／ｗの範囲、好ましくは、２５〜４５％ｗ／ｗの範囲である、実施形態１〜６のいずれか１つに記載の方法。
【００５６】
実施形態８．アルギン酸出発物質が、１，５００，０００〜５０，０００Ｄａの重量平均分子量を有する、実施形態１〜７のいずれか１つに記載の方法。
【００５７】
実施形態９．アルギン酸出発物質が、水、メタノール、エタノール、およびイソプロパノールからなる群から選択される１種以上の溶媒との混合物の状態でアルギン酸を含む、実施形態１〜８のいずれか１つに記載の方法。
【００５８】
実施形態１０．アルギン酸出発物質が、水中にアルギン酸を含む、実施形態１〜９のいずれか１つに記載の方法。
【００５９】
実施形態１１．アルギン酸出発物質が、例えば、ヒドロキノン、亜硫酸ナトリウム、フロログルシノール、硫化水素ナトリウム、亜ジチオン酸塩、システイン、チオグリコール酸、フェニルヒドラジン、アスコルビン酸、メチレンブルーと組み合わせた還元ジホスホピリジンヌクレオチド（ＤＰＮＨ）、硫酸ヒドラジン、ジヒドロキシマレイン酸、塩化鉄（ＩＩＩ）の添加を伴うまたは伴わない過酸化水素の群から選択される、還元剤および／または酸化剤をさらに含む、実施形態１〜１０のいずれか１つに記載の方法。
【００６０】
実施形態１２．アルギン酸解重合物質が、５０００ｃｆｕ／ｇ未満、好ましくは１０００ｃｆｕ／ｇ未満の総生菌数を有する、実施形態１〜１１のいずれか１つに記載の方法。
【００６１】
実施形態１３．アルギン酸出発物質が、マイクロ波処理の前に水切りおよび／またはプレスおよび／または乾燥される、実施形態１〜１２のいずれか１つに記載の方法。
【００６２】
実施形態１４．アルギン酸解重合物質が、３００，０００〜２，０００Ｄａの重量平均分子量を有する、実施形態１〜１３のいずれか１つに対する方法。
【００６３】
実施形態１５．アルギン酸解重合物質が、さらに乾燥および／または微粉砕および／またはブレンドおよび／または袋詰めされる、実施形態１〜１４のいずれか１つに記載の方法。
【００６４】
実施形態１６．アルギン酸解重合物質が、種々のアルギン酸塩を得るためにマイクロ波処理後にさらに中和される、実施形態１〜１５のいずれか１つに記載の方法。
【００６５】
実施形態１７．中和された解重合アルギン酸塩を得るために、中和が、（ＮＨ４）２ＣＯ３、Ｍｇ（ＨＣＯ３）２、Ｃａ（ＨＣＯ３）２、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＨＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、ＫＨＣＯ３、ＮＨ４ＨＣＯ３、ＭｇＣＯ２、ＣａＣＯ３、ＣａＳＯ４およびＮａ２ＳＯ４の群から（例えば、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＨＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、ＫＨＣＯ３、ＮＨ４ＨＣＯ３、ＭｇＣＯ２、およびＣａＣＯ３の群から）選択される１種以上の塩を用いて行われる、実施形態１〜１６のいずれか１つに記載の方法。
【００６６】
実施形態１８．解重合アルギン酸が、プロピレンオキシドを用いてアルギン酸プロピレングリコールに変換される、実施形態１〜１７のいずれか１つに記載の方法。
【００６７】
実施形態１９．中和されたアルギン酸解重合物質が、さらに乾燥および／または微粉砕および／またはブレンドおよび／または袋詰めされる、実施形態１〜１８のいずれか１つに記載の方法。
【００６８】
実施形態２０．中和されたアルギン酸解重合物質が、食品用途または薬学的用途のために、他の塩（例えば、リン酸塩、クエン酸塩、炭酸塩およびカルシウム塩）とブレンドされる、実施形態１〜１９のいずれか１つに記載の方法。
【００６９】
実施形態２１．アルギン酸出発物質が、アルギン酸繊維の形態である、実施形態１〜２０のいずれか１つに記載の方法。
【００７０】
実施形態２２．実施形態１〜２１のいずれか１つに記載の方法によって入手可能なアルギン酸解重合物質。
【００７１】
一般手順
粘度の測定
アルギン酸の粘度は、測定系ＣＣ  ２７／Ｔ２００／ＳＳを用いて共軸円筒（カップおよびボブ）中で水にアルギン酸を懸濁させることにより測定される。２、３滴の広域指示薬を添加した後、懸濁液は暗桃色になる。炭酸ナトリウムを、色が緑がかった黄色になるまでゆっくりと添加する。この時点としてアルギン酸は完全に溶解している。次いで、レオメーター（Ａｎｔｏｎ  Ｐａａｒ，Ｐｈｙｓｉｃａ  ＭＣＲ３０１）を用いて２０℃にて０．３３ｓ−１の剪断速度で粘度を測定する。
【００７２】
Ｍ：Ｇ比
アルギネート試料のＭ／Ｇ比は、５ｍｍのブロードバンド観察プローブ（ｂｒｏａｄ  ｂａｎｄ  ｏｂｓｅｒｖｅ  ｐｒｏｂｅ）を備えたＢｒｕｋｅｒ  Ａｖａｎｃｅ  ＩＩＩ  ６００ＭＨｚ分光計を用いて、文献（Ｈ．Ｇｒａｓｄａｌｅｎ，Ｂ．Ｌａｒｓｅｎ，Ｏ．Ｓｍｉｄｓｒｏｅｄ  Ａ  Ｐｒｏｔｏｎ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  ｏｆ  Ｕｒｏｎａｔｅ  Ｒｅｓｉｄｕｅｓ  ｉｎ  Ａｌｇｉｎａｔｅ  Ｃａｒｂｏｈｙｄｒ．Ｒｅｓ．１９７９，６８，２３−３１）に記載されているように測定される。
【００７３】
重量平均分子量の測定
アルギネートの重量平均分子量は、ランニング緩衝液にアルギネートを溶解させ、多角度光散乱検出器（ＤＡＷＮ  ＥＯＳ，Ｗｙａｔｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、ＲＩ検出器（Ｏｐｔｉｌａｂ  ｒＥＸ，Ｗｙａｔｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）およびＧＰＣカラム（例えば、ＰＳＳ  ＳＵＰＲＥＭＡ−ＬＵＸ  １０００ÅおよびＰＳＳ  ＳＵＰＲＥＭＡ−ＬＵＸ  ３０００Å）を備えたゲル浸透クロマトグラフィーによって分析することにより測定され得る。
【００７４】
２００ｐｐｍのＮ３−を含む０．０５Ｍ  ＬｉＮＯ３の緩衝液を、５．００ＬのＭｉｌｌｉｐｏｒｅ水に１７．２３ｇのＬｉＮＯ３ｐ．ａ．および１．５６ｇのＮａＮ３を溶解させることにより調製する。溶離剤を、０．２２μｍのフィルターを通して濾過する。
【００７５】
１〜２ｍｇ／ｍｌの試料を撹拌下においてランニング緩衝液に溶解させ、試料を０．４５μｍのフィルター（Ｗａｔｅｒｓからの１３ｍｍ  ＧＨＰ  ０．４５μｍ  Ｍｉｎｉｓｐｉｋｅ）を通して濾過する。標準的な運転条件は、流量＝０．８ｍＬ／分、注入体積＝１００μＬ、カラム温度＝４０℃、検出器温度＝３０℃である。
【００７６】
乾物含量
アルギネートの乾物含量は、１０５℃で加熱された試料中に含まれる水分のエバポレーション後に、乾燥残渣を計量することにより決定され得る。
【００７７】
ガラス容器を１０５℃のオーブン中で１時間にわたり乾燥させ、次いで、それを使用する前に、デシケーター中で１時間にわたり冷却する。その後、２±０．００１ｇのアルギネートを容器に入れ、無蓋のガラス容器を４時間にわたり１０５℃のオーブンに入れる。２０分間にわたるデシケーター中での冷却後に、乾燥残渣を計量する。
【００７８】
乾物含量は、次のように計算される。
【数１】
2016505080.tif 000002
％含水量＝１００−乾物
Ｐ１＝ガラス容器の風袋（単位ｇ）
Ｐ２＝ガラス容器の風袋＋アルギン酸ナトリウム（単位ｇ）
Ｐ３＝風袋＋乾燥残渣（単位ｇ）
Ｍ＝Ｐ２−Ｐ１、アルギン酸ナトリウム重量（単位ｇ）
【００７９】
微生物学的分析
マイクロ波処理の前後のＡＡの試料を、３Ｍ  Ｐｅｔｒｉｆｉｌｍ  Ａｅｒｏｂｉｃ  Ｃｏｕｎｔ  Ｐｌａｔｅｓ，Ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ  Ｇｕｉｄｅ，Ｒｅｍｉｎｄｅｒｓ  ｆｏｒ  Ｕｓｅ  ａｎｄ  Ｓａｍｐｌｅ  Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎに従って分析した。
【００８０】
総好気性微生物数については、Ｎｏｒｄｖａｌ  Ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｅ  Ｎｏ．０１２．ＮＭＫＬ  Ｍｅｔｈｏｄ  １４６．１９９３（参照３）。
【００８１】
中温性好気性胞子形成（ｓｐｏｒｕｌａｔｅ）は、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｐｕｂｌｉｃ  Ｈｅａｌｔｈ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｆｏｏｄ  ａｎｄ  Ｄｒｕｇ（ＡＰＨＡ），２００１，４ｔｈ  ｖｅｒｓｉｏｎ，２２．５１２に従って分析した。
【実施例】
【００８２】
実験
実施例１
工業的に製造されたアルギン酸繊維出発物質（乾物：３２％、ｐＨ：１．７）から得た１６０ｇのアルギン酸を、８００ｍｌのガラスビーカーに入れ、７分４０秒間にわたり８００ワットの作用（Ｅｌｅｃｔｏｌｕｘ）でマイクロ波処理した。
【００８３】
代替的に、１３０ｇのアルギン酸を、５８２μＬの３５％（ｗ／ｖ）Ｈ２Ｏ２溶液の添加を伴ってかまたは伴わずに、６６時間にわたり４０℃のオーブンに入れた。
【００８４】
代替的に、１５０ｇのアルギン酸を、２時間にわたり１０５℃のオーブンに入れた。
【００８５】
異なる一連の試験において、２００ｇのアルギン酸を、フードプロセッサー（ＫＲＵＰＳ）中で１７．６ｇのＮａ２ＣＯ３とブレンドした。試料をオーブン中で１６時間にわたり４０℃で乾燥させた。その後、試料を微粉砕し（Ｒｅｔｓｃｈ  ＺＭ  ２００）、２００μｍの篩を通して篩いにかけた。
【００８６】
このアルギン酸ナトリウムから１３ｇを７時間３０分にわたり１０５℃のオーブンに入れた。最終実験では、１１０μＬの３５％（ｗ／ｖ）Ｈ２Ｏ２溶液を、８．７５ｇのアルギン酸ナトリウムに添加した。この混合物を、７時間３０分にわたり１０５℃のオーブンに入れた。
【００８７】
重量平均分子量は、多角度光散乱検出器およびＲＩ検出器（Ｗｙａｔｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を備えたゲル浸透クロマトグラフィーによって測定した。１〜２ｍｇ／ｍｌの試料を、２００ｐｐｍのＮａＮ３を含む０．０５Ｍ  ＬｉＮＯ３を含むＭｉｌｌｉｐｏｒｅ水からなる緩衝液に溶解させた。測定前に、この溶液を、０．４５μｍのフィルターを通して濾過した。
【００８８】
標準的な運転条件は、流量＝０．８ｍＬ／分、注入体積＝１００μＬ、カラム温度＝４０℃、検出器温度＝３０℃、ｄｎ／ｄｃ（ｍＬ／ｇ）０．１５４であった。計算は、Ｗｙａｔｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからのＡｓｔｒａ  ５ソフトウェアを用いて行った。
【００８９】
【表１】
2016505080.tif 000003
【００９０】
実施例２
８５０Ｗ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｘ）でのマイクロ波処理によって誘導される解重合を、下記表２に記載される特徴を有する２つの異なるアルギン酸出発物質に対して行った。
【００９１】
【表２】
2016505080.tif 000004
【００９２】
【表３】
2016505080.tif 000005
【００９３】
水分がアルギン酸からエバポレートするため、マイクロ波オーブン処理の持続時間は制限された。しかしながら、必要とされる処理は、製品が完全に乾燥してしまうことおよび燃焼してしまうことを回避するにはちょうど十分な短さであるようであった。５００〜１５００ｍＰａ・ｓの１％粘度から２０００ｍＰａ・ｓの１０％粘度に低減するには、１０〜１３分間の８５０〜９００ワットでのマイクロ波処理を必要とするであろう。必要とされる解重合時間の計算には、半減時間を適用した。前もって必要なことは、アルギン酸出発物質の１％アルギン酸ナトリウム粘度を測定し、それを１０％アルギン酸ナトリウム粘度に変換することである。アルギン酸についての半減時間は５２秒であった。
【００９４】
実施例３
実験室実験
ラミナリア・ヒペルボレア（Ｌａｍｉｎａｒｉａ  ｈｙｐｅｒｂｏｒｅａ）に基づくＡＡの試料（ｐＨ２．０および乾物含量２４．５％ｗ／ｗ）を以下において使用した。バシラス・サブチリス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ）およびバシラス・リケニフォルミス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ）の培養物を、Ｂｒａｂｒａｎｄ，ＤｅｎｍａｒｋのＤｕＰｏｎｔ  Ｆｏｏｄ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ研究所において作製した。
【００９５】
ＡＡ物質から３つの１５０ｇの試料をプラスチックジャグに移した。それぞれ１０ｍｌのバシラス・サブチリス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ）およびバシラス・リケニフォルミス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ）の培養物をそれぞれジャグに加え、３０秒間にわたりスプーンを用いてよく混合した。３つの試料のうちの２つを、下記表４に示されるようにマイクロ波オーブン（型Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｘ  ８５０Ｗ）で処理した。
【００９６】
マイクロ波での処理
【００９７】
【表４】
2016505080.tif 000006
【００９８】
パイロットプラント試験
実験室ベンチテストに加えて、負荷試験（ｃｈａｌｌｅｎｇｅｄ  ｔｅｓｔ）をパイロット規模で実施した。微生物により汚染されたＡＡのバッチを、マイクロ波パイプ（Ｂｅｒｔｉｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙからの型「Ｔｈｅｒｍｏ−ｓｔａｒ」）で処理した。総生菌数分析は、バッチが３・１０４ｃｆｕ／ｇ湿潤ＡＡのレベルを含有することを明らかにした。この試験の目的は、ＡＡの微生物学的品質に対する温度および時間の効果を決定することであった。
【００９９】
パイロット規模でのマイクロ波処理
【０１００】
【表５】
2016505080.tif 000007
【０１０１】
微生物学的分析
マイクロ波処理の前後のＡＡの試料を、３Ｍ  Ｐｅｔｒｉｆｉｌｍ  Ａｅｒｏｂｉｃ  Ｃｏｕｎｔ  Ｐｌａｔｅｓ，Ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ  Ｇｕｉｄｅ，Ｒｅｍｉｎｄｅｒｓ  ｆｏｒ  Ｕｓｅ  ａｎｄ  Ｓａｍｐｌｅ  Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎに従って分析した。
【０１０２】
総好気性微生物数については、Ｎｏｒｄｖａｌ  Ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｅ  Ｎｏ．０１２．ＮＭＫＬ  Ｍｅｔｈｏｄ  １４６．１９９３。
【０１０３】
中温性好気性胞子形成は、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｐｕｂｌｉｃ  Ｈｅａｌｔｈ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｆｏｏｄ  ａｎｄ  Ｄｒｕｇ（ＡＰＨＡ），２００１，４ｔｈ  ｖｅｒｓｉｏｎ，２２．５１２に従って分析した。
【０１０４】
結果
実験室実験
総生菌数
表６に示される結果は、総生菌数に対するマイクロ波処理の効果を示している。ジャグ１（対照）についての結果は、部分１および２について６・１０４ｃｆｕ／ｇ、１２・１０４ｃｆｕ／ｇを超える高いレベルを示している。５分間の８５０Ｗでのマイクロ波処理後に、両部分における生菌数は、＜１００ｃｆｕ／ｇまで減少した（すなわち、２桁の減少）。１０分間のマイクロ波処理後にはさらなる減少は観察されず、このことは、５分間のマイクロ波処理が十分であることを示唆している。
【０１０５】
【表６】
2016505080.tif 000008
【０１０６】
中温性胞子
表７は、特に中温性胞子についての対応する結果を示している。表６の傾向と類似した傾向が見られ、すなわち、５分間のマイクロ波処理後に、中温性胞子は＜１０ｃｆｕ／ｇまで約２〜３桁減少した。この場合もまた、１０分間のマイクロ波処理についてさらなる利益は記録されなかった。
【０１０７】
【表７】
2016505080.tif 000009
【０１０８】
パイロット規模試験
総生菌数
【０１０９】
【表８】
2016505080.tif 000010
【０１１０】
表８に示された結果は、パイロット規模での総生菌数に対するマイクロ波処理の効果を示している。総生菌数は、１０４ｃｆｕ／ｇから＜１０２ｃｆｕ／ｇまで低減した。アルギネートの微生物学的品質についての規定は＜１，０００ｃｆｕ／ｇを規定しているため、微生物学的に汚染されたバッチは、規定に適合するようにマイクロ波処理され得る。
【０１１１】
本明細書で引用されたあらゆる特許、特許出願、および公開された参考文献は、それらの全体が参照により本明細書に援用される。本明細書に示される開示は、その好ましい実施形態に関して特に説明および記載されたものであり、形態および詳細の様々な変更が本開示に包含される範囲から逸脱することなく実施形態においてなされ得ることが、当業者によって理解されるであろう。
【国際調査報告】
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2016505080.tif 000012