JPH06505982A - コラーゲンの製造方法、この方法によって製造されたコラーゲン、およびコラーゲンの使用 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 コラーゲンの製造方法、この方法によって製造されたコラーゲン、およびコラー ゲンの使用 技術分野： 本発明はコラーゲンの改善された製造方法、この方法によって製造されたコラー ゲン、および種々の分野におけるコラーゲンの使用に関するものである。

従来技術： コラーゲンは１８ｆｌのアミノ酸からなる繊維形成物質であり、コラーゲンは動 物の腸管および胃の主要部を占めているが、動物の体の他の部分、例えば獣皮の 形の皮膚の内部、肺、乳房などにも含まれている。コラーゲンは比較的早くから その天然の形で、最も多くは清浄にした腸管から作られたソーセージ用度として 使用されていた。近年になって、コラーゲンは動物の前記体部分から出発して純 粋（ｃｌｅａｎ）な形で製造され、この純粋なコラーゲンは人工ソーセージ用度 、治療用物品の添加剤、手術用糸なとのような種々の目的に使用されている。コ ラーゲンを製造する既知の方法はスウェーデン国特許第８００３８７６−３号に 開示されており、この特許には、清浄にした腸管を細条および断片に切断し、こ れを極低温で凍結粉砕し、次いで水溶液中で酵素を作用させてコラーゲンの一部 分を占めていないアミノ酸を加水分解して、不溶性残留コラーゲンを除去し、さ らに処理した後に使用できるようにすることが記載されている。コラーゲンの他 の製造方法ではコラーゲンフィブリルを分離するために石灰を使用している。こ の方法は時間がかかるほか、遊離コラーゲン分子が分離して最終生成物の性質を 損なう結果を招く。

技術的課題： 上述の二つのコラーゲン製造方法より優れた方法を見い出すことが、長い間望ま れている。上述の方法のうち第１のものでは、砕解された出発材料を凍結する必 要があり、これは環境の面で費用のかかることである。また、この方法では比較 的弱い酵素を使用して約８という比較的低いｐＨで２〜５時間の間加水分解を行 う必要がある。従って、第１の方法は費用および時間の両方のかかる方法である 。

上述の方法のうち第２のものでは、石灰を添加する必要があり、このために長時 間を必要とし、同時に低グレードの最終生成物が生成する。

解決手段： 本発明は、上述の従来方法に関連する問題を解決し、かつ屠殺した動物から切り 取った腸管、胃などのような副生物からコラーゲンを製造する方法を提供する。

この方法は、ａ）出発材料を清浄にし、次いでｐＨを約５．５に調整した氷水中 に浸漬し、 ｂ）この出発材料と氷水との混合物を磨砕し、次いでさらに水を添加して磨砕混 合物にほぼ等重量部の出発材料と水とを含有させ、 Ｃ）この混合物を４０〜４２°Ｃに加熱し、ｐＨを最高１１、好ましくはｌ００ ５に調整し、次いでタンパク質分解酵素、例えばアルカラス（ａｌｋａｌａｓ） を固体物質１ｋｇ当り６０アンソン単位に相当する量添加して、コラーゲン以外 のタンパク質の加水分解を、アルカリ添加によってｐＨ値を維持しながら、前記 加水分解が完了してアルカリがもはや消費されなくなるまで行ｄ）酸添加によっ てｐＨを５．５に調整し、ｅ）分離したコラーゲンを集める ことを特徴とする。

本発明方法においては、工程ａおよび工程ｄにおいて、ｐＨを塩化水素酸、クエ ン酸または乳酸によって調整するのが適当である。

本発明方法においては、アルカリとして水酸化ナトリウムを添加しなからｌ　３ ／４時間〜３　ｌ／２時間にわたって加水分解を行う。

本発明方法においては、分離したコラーゲンを、ふるいに通し、約４０℃の水で 洗浄し、次いで遠心分離またはデカンテーションを行うことにより集めることが できる。水洗は１回のみで十分である。

さらに、本発明方法においては、コラーゲンを集めた後に、所望の最終コラーゲ ン濃度が得られるまで、機械的に処理しながら酸および水を交互に添加すること により、ｐＨ約３において均質化するのが適当である。

本発明において、製造されたコラーゲンから清澄で透明なフィルムを得るには、 前記コラーゲンを、固体コラーゲンに対して計算値で２重量％以下のアスコルビ ン酸および亜硫酸ナトリウムのような還元剤、約０．１重量９６のグルタルアル デヒドのような架橋剤、および５〜１０重量％の軟化剤としてのグリセリンと混 合するのが適当である。

また、本発明は、上述の本発明方法によって製造されたコラーゲン、ならびにこ のコラーゲンを、食肉製品用結合剤として、食品および医薬品の包装用フィルム として、着色剤製造用担体として、人造皮革として、傷治療用ゲル状物質として 、エレクトロニクス用チップの被覆剤として、また製紙工業における被覆剤とし て使用することに関するものである。

本発明方法において使用できる原料は、主として、動物の消化器官、例えば反詔 動物からの第１胃、第２胃、第４胃、腸管、肺および乳房から由来する材料であ る。また、豚からの大きな腸管も使用することができる。

腸管を使用する場合には、先ず、ゴムローラの間に押し込んで腸管内容物および 粘膜と呼ばれる腸管内側部分を機械的に絞り出すことにより、腸管を空にする。

原料には制限が全く無く、十分な量のコラーゲンを含有する物質はすべて使用す ることができる。脂肪、いわゆる腸間膜などを除去することにより、原料を予め 処理しておくのが有利である。

次いで、清浄にした出発材料を氷水と混合する。この氷水には酢酸を添加してｐ Ｈを約５．５にするのが適当である。これにより腸管は迅速に冷却され、起こる ことのある細菌の発育が止まる。出発材料を磨砕する前に、出発材料をこの条件 下に輸送および維持できるので、出発材料を凍結させなくてよい。これは重要な ことである。その理由は、コラーゲンの製造は極めて少ない場所で行われている にすぎず、出発材料は屠殺場からコラーゲン工場に輸送する必要があるからであ る。

コラーゲン工場では、純水を添加して、出発材料をこの混合物の約５０重量％の 量で存在させる。この混合物をかきまぜながら４０〜４２°Ｃに加熱し、水酸化 ナトリウムを添加してｐＨをｌ００５に上げ、温度を４０〜４２℃に調整する。

温度をこの値より高くしないことが重要である。その理由は、コラーゲンはこれ より高い温度では結晶性が変化し、さらに高い温度ではゼラチンに変化するから である。所望の温度およびｐＨ値において、タンパク質分解酵素を添加する。こ の酵素としてはアルカラス（ａｌｋａｌａｓ）が好ましい。この高いｐＨにおい て、強い作用を示す濃度の酵素を添加することができ、これにより加水分解時間 はｌ　３／４〜３１７２時間という短い時間になる。加水分解中にアルカラスが 消費されるので、アルカリを連続的に添加してｐＨを１Ｏ０５に維持する必要が ある。加水分解の完了はアルカリを添加しなくてもｐＨが全く低下しなくなるこ とによって分かる。加水分解が完了した時に、酸、例えば塩化水素酸、酢酸、ク エン酸または乳酸を添加することにより、混合物のｐＨを５．５に下げる。加水 分解中に起こるのは、コラーゲンの一部分ではないタンパク質をアルカラスが加 水分解することである。

ｐＨ５，５において、塊か形成し、コラーゲンの収縮が起こる。

これは、よく知られているようにコラーゲンの等電点がｐＨ約５゜５であるから である。コラーゲンをこの形状でふるいなどに適当に通して分離するのが好まし い。

最後に、分離したコラーゲンを約４０°Ｃの温度で水洗し、遠心分離またはデカ ンテーションを行う。コラーゲンは、遠心分離によって固形分約２２％になり、 デカンテーションによって固形分約３０％になる。

コラーゲンを所望の目的に使用するには、コラーゲンを均質化するのか好ましく 、均質化は塩化水素酸または乳酸のような酸を水と一緒に添加してｐＨを３にす ると共に、所望のコラーゲン濃度にした後に、真空ミキサ内で、適当にはドウ・ フック（ｄｏｕｇｈ　ｈｏｏｋ）などを使用して、機械的処理を行うことによっ て達成される。均質化後に、コラーゲンを普通８〜ＩＯ°Ｃの低温において２４ 時間の間熟成させる。

コラーゲンをフィルム、例えば食べられるソーセージ用度の形状のフィルムの製 造に使用する場合には、コラーゲンに架橋剤、例えばグルタルアルデヒドを約０ ．１重量％添加し、グリセリンの形状の軟化剤を５〜ＩＯ重量％添加する。清澄 で透明なフィルムを得るには、アスコルビン酸または硫酸水素ナトリウムのよう な抗酸化剤を２重量％以下、好ましくは０．０２〜０．１重量％添加する必要が ある。

コラーゲン製造の際の副生物として、ビタミン類、ミネラル類および調味料を添 加しながら加水分解水を蒸発させることにより、動物用ペレットを製造すること ができ、あるいはまたこれを湿った家畜用飼料として使用することができ、この 場合には腐敗が起こらないように迅速に消費するようにする必要がある。

使用するタンパク質分解酵素としては、２５ｍ１当り６０アンソン単位を有する ノボス（Ｎｏｖｏｓ）アルカラス２，６が好ましい。このアルカラスは早くから 知られている種類のアルカラスより約４倍強い作用を示す。従って、この酵素は 、加水分解中の高い９Ｈ値とあいまって、加水分解反応を極めて迅速に進めるの で、経済的に有利である。また、この方法は脂肪含量の小さい生成物を与える。

これは続いて行われるフィルム形成にとって極めて重要である。

実施例： ６、５ｋｇの清浄にした豚の腸管をｐ）１５．５の氷水中に浸漬した。

ｐＨ値は酢酸によって調整した。腸管および氷水を磨砕し、次いで水を加えて水 と腸管との合計量が１３ｋｇになるように、すなわち水６．５ｋｇおよび清浄に した豚の腸管６．５ｋｇになるようにした。

この混合物をかきまぜ、ｐＨ１ｏ、　５になるまで約１４３ｍ１の４Ｍ　ＮａＯ Ｈ溶液を添加しながら４０〜４１″Ｃに加熱した。次いで、ノボ（Ｎｏｖｏ）か らのアルカラス２，６Ｌの形のタンパク質分解酵素を約１５０ｍ１添加した。約 ｌ　３／４時間にわたってさらに４Ｍ　Ｎａ１ｌ溶液を添加することによりｐＨ を１Ｏ０５に一定に維持した。４Ｍ　ＮａＯＨ溶液は合計で２５３０１１になっ た。

加水分解後に、塩化水素酸を添加することによりｐＨを５．５に下げた。生成し たコラーゲンは収縮し、塊を形成した。

このコラーゲンをふるいに通して分離し、水量６〜７ｋｇの水中でかきまぜなが ら洗浄した。洗浄時間は２０〜２５分とした。次いで、遠心分離によってコラー ゲンを集め、真空ミキサ内で適当なドウ・フックを使用してコラーゲンを均質化 した。均質化中に水および塩化水素酸を添加して、ｐＨを３にすると共に固形分 を８％にした。均質化中にコラーゲン温度を１５〜１８°Ｃより高くならないよ うにした。

均質化後に、コラーゲンを８〜１０″Ｃの温度において２４時間熟成させ、次い で特定のふるいを使用して圧力下にふるいに通して存在する塊または不純物を取 り出した。

アスコルビン酸、グルタルアルデヒドおよびグリセリンを添加した後に、コラー ゲンを押し出して清澄なフィルムを得た。

上述のように、本発明によってコラーゲンを製造する経済的な方法が得られ、こ の方法によって極めて高い品質を存し、かつ上述のようないくつかの新しい分野 に使用することができるコラーゲンが得られる。

本発明は上述の説明に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された範囲内 において種々に変更することができる。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成５年ＩＯ月　４日

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．腸管、胃、■の皮膚などから天然のコラーゲンを製造するに当り、 ａ）出発材料を清浄にし、次いでｐＨを約５．５に調整した氷水中に浸漬し、 ｂ）この出発材料と氷水との混合物を砕解し、次いでさらに水を添加して磨砕混 合物にほぼ等重量部の出発材料と水とを含有させ、 ｃ）この混合物を４０〜４２℃に加熱し、ｐＨを最高１１、好ましくは１０．５ に調整し、次いでタンパク質分解酵素、例えばアルカラス（ａｌｋａｌａｓ）を 固体物質ｌｋｇ当り６０アンソン単位に相当する量添加して、コラーゲン以外の タンパク質の加水分解をアルカリ添加によってｐＨ値を維持しながら、前記加水 分解が完了してアルカリがもはや消費されなくなるまで行い、 ｄ）酸添加によってｐＨを５．５に調整し、ｅ）コラーゲンを分離し、集める ことを特徴とするコラーゲンの製造方法。
2. ２．工程ａおよびｄにおいて、ｐＨを塩化水素酸、クエン酸または乳酸によって 調整することを特徴とする請求項１記載の方法。
3. ３．水酸化ナトリウムを添加しながら１３／４〜３１／２時間にわたって加水分 解を行う請求項２記載の方法。
4. ４．ふるいに通し、約４０℃の水で洗浄し、遠心分離またはデカンテーションを 行うことにより、コラーゲンを集める請求項３記載の方法。
5. ５．コラーゲンを、集めた後に、ｐＨ約３において機械的処理によって均質化す ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つの項に記載の方法。
6. ６．清澄で透明なフィルムを得るために、洗浄したコラーゲンを、固体コラーゲ ンに対して計算値で２重量％以下のアスコルビン酸または硫酸水素ナトリウムの ような還元剤、約０．１重量％のグルタルアルデヒドのような架橋剤、および５ 〜１０重量％の軟化剤としてのグリセリンと混合する請求項１〜５のいずれか一 つの項に記載の方法。