JP2000281696A - 天然型ｎ−アセチル−ｄ−グルコサミンの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 食品として利用可能な天然型N−アセチル−D
−グルコサミンを効率よく製造する方法を提供する。 【解決手段】 キチンを酸加水分解して得られるN−ア
セチル−D−グルコサミンとN−アセチルキトオリゴ糖の
混合物から、分離膜を使用することにより天然型N−ア
セチル−D−グルコサミンを分離する。キチンを酸で部
分加水分解し、この分解液を中和した後、イオン交換膜
電気透析法によって脱塩処理して、前記N−アセチル−D
−グルコサミンとN−アセチルキトオリゴ糖の混合物を
調製することが好ましい。また、前記キチンの酸加水分
解物が、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミンを６０〜８５
％含有するものであることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、キチンの酸加水分
解物から天然型N−アセチル−D−グルコサミンを製造す
る方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】N−アセチル−D−グルコサミンは、エ
ビ、カニ等の甲殻類、カブトムシ、コオロギ等の昆虫類
や真菌類の細胞壁に含まれており、キチンの構成単位と
して天然界に広く存在する単糖類の１種である。このN
−アセチル−D−グルコサミンは、その甘味度が砂糖の
半分程度でさわやかな甘味を有しており、またムコ多糖
類の構成糖として存在するなど、生体内での重要な役割
が研究され、食品への利用が期待される物質である。

【０００３】しかしながら、キチンを原料として酸加水
分解によりN−アセチル−D−グルコサミンを製造しよう
とする場合、グリコシド結合の分解と同時にアセトアミ
ド基の分解も進行し、最終的にD−グルコサミンとなっ
てしまうため、通常、N−アセチル−D−グルコサミン
は、D−グルコサミンを再度N−アセチル化して製造され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記再
Ｎ−アセチル化されたN−アセチル−D−グルコサミン
は、合成品であるため食品には利用できなかった。

【０００５】そのため、キチンを原料として酵素や酸な
どによる加水分解工程のみによるN−アセチル−D−グル
コサミンの製造方法が考案されているが、酵素を用いる
方法（例えば特公平５−３３０３７号参照）は、キチン
が水不溶性で構造も強固なことから分解率が低く、実用
的とは言い難かった。また、酸加水分解による方法は、
上述したようにD−グルコサミンが大量に生成するた
め、その分離精製が困難となっていた。

【０００６】すなわち、本発明の目的は、食品として利
用可能な天然型N−アセチル−D−グルコサミンを効率よ
く分離精製する方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者らが研究を行った結果、分離膜を使用する
ことにより、キチンを酸加水分解して得られるN−アセ
チル−D−グルコサミンとN−アセチルキトオリゴ糖の混
合物から、N−アセチル−D−グルコサミンを効率良く分
離できることを見い出し、本発明を完成するに至った。

【０００８】すなわち、本発明は、分離膜を使用するこ
とによってN−アセチル−D−グルコサミンとN−アセチ
ルキトオリゴ糖の混合物から、N−アセチル−D−グルコ
サミンを分離精製するという製造方法を提供するもので
ある。

【０００９】本発明によれば、加水分解工程のみによっ
てN−アセチル−D−グルコサミンを効率よく製造するこ
とができ、得られたN−アセチル−D−グルコサミンは食
品として広く利用することができる。

【００１０】本発明の好ましい態様によれば、キチンを
酸により部分加水分解し、この分解液を中和した後、イ
オン交換膜電気透析法によって脱塩処理して、前記N−
アセチル−D−グルコサミンとN−アセチルキトオリゴ糖
の混合物を調製する。

【００１１】本発明の更に好ましい態様によれば、前記
キチンの酸加水分解物が、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサ
ミンを６０〜８５％含有するようにする。

【００１２】上記態様によれば、Ｎ−アセチルグルコサ
ミンの脱アセチル化物であるＤ−グルコサミンの生成量
を比較的少なく抑え、かつ、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコ
サミンの生成量を多くすることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明において原料として用いら
れるキチンは、エビ、カニ、オキアミ等、甲殻類の甲皮
を塩酸処理でカルシウム分を除去し、さらに水酸化ナト
リウム処理により蛋白質を除去することなどにより調製
されるが、その他の入手経路、調製手段などで得られる
キチンであってもよい。

【００１４】本発明におけるキチン酸加水分解物とは、
キチンを酸で部分加水分解することによって得られるN
−アセチル−D−グルコサミンとN−アセチルキトオリゴ
糖の混合物であり、N−アセチル−D−グルコサミンを６
０〜８５％含有することが好ましい。

【００１５】上記キチンの酸による部分加水分解は、キ
チン重量の２〜２０倍量の塩酸、蟻酸、硫酸等の酸溶液
を添加して、撹拌しながら３０〜６０℃、２〜８時間反
応させることにより行われる。より好ましくはキチン重
量の３〜１０倍量の濃塩酸を添加して、撹拌しながら４
０〜５０℃、３〜５時間反応させる。酸溶液の添加量が
上記範囲外であると、分解効率が悪くなったり、中和塩
の量が多くなるため好ましくない。また、反応温度及び
反応時間が上記範囲外であると、分解効率が悪くなった
り、D−グルコサミンが生成されるため好ましくない。

【００１６】次に、加水分解反応を終了させるために、
部分加水分解液と同容量程度の水で希釈し、さらに温度
が上昇しないように、例えば２５〜５０％水酸化ナトリ
ウム溶液等のアルカリ剤を用いてｐＨ３〜７になるよう
に中和を行う。

【００１７】このようにして得られる中和水溶液は、糖
の分解により多少褐色みを呈し、また未分解の不溶性キ
チンも残存しているが、これらは少量の活性炭及びフィ
ルターを用いて濾過することにより除去することがで
き、無色透明な中和溶液として得ることができる。この
中和溶液をそのまま分離膜処理することによりN−アセ
チル−D−グルコサミンとN−アセチルキトオリゴ糖を分
離することもできるが、本発明においては、該中和溶液
を特許第２１３４２４４号（特公平５−８６３９９号）
に記載された方法（イオン交換膜電気透析法）で脱塩処
理してから分離膜処理することが好ましい。イオン交換
膜電気透析に用いられるイオン交換膜は、特に限定され
ないが、例えば、ネオセプタＣＬ−２５Ｔ、ＣＭ−１〜
２、ＡＭ−１〜３（徳山曹達株式会社製）、セレミオン
ＣＭＶ／ＡＭＶ（旭硝子株式会社製）等が挙げられる。

【００１８】また、上記キチン加水分解溶液は、分離膜
処理に供する前に適宜濃縮又は希釈して１〜４０％の濃
度に調整されることが好ましく、経済性、操作性の点か
ら５〜２０％に調整されることがより好ましい。

【００１９】なお、上記キチン酸加水分解物又はその中
和溶液に、例えば特許１８２２０２７号（特公平５−３
３０３７号）に記載されているＮ−アセチルキトオリゴ
糖に対して加水分解能を有する酵素を作用させて、N−
アセチル−D−グルコサミンをさらに増加させることも
可能である。この場合には、加水分解物中のN−アセチ
ル−D−グルコサミンの含量を８５％以上にすることも
可能である。

【００２０】本発明で用いる分離膜は、一般的にルーズ
RO膜あるいはNF膜と呼ばれる種類の膜で、食塩阻止率と
して１０〜９０％の範囲の膜が使用できる。これらは、
溶液濃度、溶液pH、溶液温度、圧力、流速等の運転条件
により分離性能が変化するため、分離膜の種類を特に規
定できるものではないが、例えば、溶液濃度５〜１５
％、溶液ｐＨ４〜６、液温１０〜３０℃のものを用いる
場合、食塩阻止率１０〜６０％の膜が好ましく用いられ
る。この場合、N−アセチル−D−グルコサミンは透過液
に含まれている。この透過液は、適宜濃縮してそのまま
噴霧乾燥、凍結乾燥、結晶化操作により粉末化すること
ができるが、好ましくは、粉末化する前にイオン交換樹
脂で精製することにより、さらに純度の高いものを得る
ことができる。

【００２１】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。 実施例 濃塩酸２０Ｌを撹拌しながら、キチン４ｋｇを加え、４
５℃で４時間分解した後、同容量の水を加えて反応を停
止した後、ソーダ灰で中和してｐＨ４．５にした。そし
て、脱色するために活性炭８００ｇを加えて３０分間撹
拌した後、濾過助剤を加えて濾過した。中和により生じ
た塩を除くために濾液を電気透析装置にかけ、N−アセ
チル−D−グルコサミン（７３％）とN−アセチルキトオ
リゴ糖（２７％）を含む溶液（濃度１０％、ｐＨ５．
５）を２０Ｌ得た。

【００２２】この溶液２０Ｌを食塩阻止率１０％のＲＯ
膜（NTR−７４１０HG、日東電工製）に循環通液（液温
２０℃）して、透過液が１０Ｌ回収できたところで原液
に１０Ｌ加水し、さらに透過液を１０Ｌ回収し、この操
作をもう１回繰り返して合計３０Ｌの透過液を得た。こ
の透過液３０Ｌをイオン交換樹脂カラムに通してさらに
精製した後、減圧濃縮し、結晶化してN−アセチル−D−
グルコサミン１，０２０ｇを得た。

【００２３】得られたN−アセチル−D−グルコサミンの
純度は、HPLC分析により９９％、融点は２０１℃であっ
た。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
天然型N−アセチル−D−グルコサミンを効率よく生産す
ることができる。そして、食品添加物公定書記載の製造
方法に則っているため、得られたN−アセチル−D−グル
コサミンは食品添加物として広く利用できるものであ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂井 和男 静岡県藤枝市旭ヶ丘５−２ Ｆターム(参考） 4C057 AA05 BB02 CC03 JJ03

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 N−アセチル−D−グルコサミンとN−ア
   セチルキトオリゴ糖の混合物であるキチンの酸加水分解
   物から、分離膜によりN−アセチル−D−グルコサミンを
   選択的に取り出すことを特徴とする天然型N−アセチル
   −D−グルコサミンの製造法。
2. 【請求項２】 キチンを酸により部分加水分解し、この
   分解液を中和した後、イオン交換膜電気透析法によって
   脱塩処理して、前記N−アセチル−D−グルコサミンとN
   −アセチルキトオリゴ糖の混合物を調製する請求項１記
   載の天然型N−アセチル−D−グルコサミンの製造法。
3. 【請求項３】 前記キチンの酸加水分解物が、Ｎ−アセ
   チル−Ｄ−グルコサミンを６０〜８５％含有するもので
   ある請求項１又は２記載の天然型N−アセチル−D−グル
   コサミンの製造法。