JP2004099513A

JP2004099513A - クラゲのコラーゲン回収方法及びクラゲのコラーゲン回収システム

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Publication number: JP2004099513A
Application number: JP2002263407A
Authority: JP
Inventors: Fumihiko Hasumi; 蓮實　文彦; Misa Ogawara; 大河原　美紗; Kohei Taruya; 樽谷　耕平; Michio Ikeda; 池田　理夫; Shinobu Tabata; 田畑　忍
Original assignee: Toshiba Engineering Corp; Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Engineering Corp; Toshiba Corp
Priority date: 2002-09-09
Filing date: 2002-09-09
Publication date: 2004-04-02

Abstract

【課題】クラゲ類をさらに効率よく処理し、かつ、より付加価値の高いコラーゲンを効率よく抽出、回収できるクラゲのコラーゲン回収方法及びクラゲのコラーゲン回収システムを提供すること。
【解決手段】洗浄工程１で洗浄されたクラゲを、ホモジネート及び／又は破砕及び／又は細断化工程２で１０ｍｍ角以下の大きさに裁断して、ｐＨ６．０乃至８．０の緩衝液中に入れ可溶化することによりコラーゲンを抽出し３ａ、緩衝液中に抽出したコラーゲンをコラーゲン析出又は分離工程３ｂで例えば塩析装置により析出させ、析出されたコラーゲンを脱水処理したのちコラーゲンの安定化処理工程４で凍結又は凍結乾燥して保管する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クラゲから有用物質であるコラーゲンをより効率的により高収率に取り出すクラゲのコラーゲン回収方法及びクラゲのコラーゲン回収システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
主として夏期に大量に発生するクラゲは、臨海部の工場や発電所における冷却水用の取水口へ海水取り込みの流れに乗って近づき、上記冷却水の取水口に異物流入を防ぐために設備されているフェンスに収集され、フェンスを塞いでしまう。この結果、このフェンスの閉塞に伴って上記取水口の水位は、下がり、冷却水の取水量が低下してしまい工場や発電所の操業や発電の効率を、低げざるを得なくなる。このため、これらの工場や発電所では、取水口付近のクラゲを捕獲・除去することにより、冷却水の取水量の確保を図っている。
【０００３】
このようにして捕獲・除去されて水揚げされるクラゲは、その殆どがミズクラゲであり、食用に適したビゼンクラゲやエチゼンクラゲの近縁種とは異なっている。従って、特にミズクラゲについては、有効利用が図られておらず、そのまま廃棄処理されているのが実状である。
【０００４】
従来、上記捕獲されたクラゲを有効利用する技術には、次のような方法が提案されている。その一つの提案は、クラゲを粉砕して液状化あるいは細片とした後に、このクラゲのｐＨを４．０乃至８．５に調整し、温度を３０乃至３５℃に調整したのち、析出剤又は凝集剤を添加してタンパク質を析出（凝集）した後に脱水を行い、さらに加熱乾燥させることによりクラゲの有効利用する技術である。（例えば特許文献１参照。）。
【０００５】
この様な技術においては、クラゲを粉砕あるいは細片化しただけで、有用物質の析出処理や析出物の回収を行っており、クラゲの体成分の大部分を含むタンパク質を分解・可溶化処理していないため、処理系内には、体成分のうち可溶化されていない未反応部分が多く含まれている。このような未反応部分は、有用物質の抽出効率を低下させている課題がある。さらに、そのまま回収したタンパク質は、飼料等として利用することは可能であるが、さらに、高価で価値のある有効物質が抽出されてないという課題がある。
【０００６】
これらの課題を解決する提案は、飼料用タンパク質より価値のあるクラゲのコラーゲンを効率よく抽出する方法である。この方法は、クラゲを破砕・細断して断片にし、酵素を遊離し、温度例えば２５℃乃至５５℃で上記断片に酵素を作用させてクラゲを分解、可溶化したのち付加価値の高いコラーゲンを効率よく抽出する技術である。（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
さらに、他の提案は、クラゲを破砕し、クラゲ中に含まれるタンパク質成分を水に溶解させ、この溶解したタンパク質を泡沫分離手段により吸着させて水から分離し、タンパク質吸着泡沫を濃縮精製してコラーゲンを回収する技術である。（例えば、特許文献３参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−２１７７３７号公報（第２頁［０００４］、［０００５］、図１）。
【特許文献２】
特開２００１−１７８４９２号公報（［０００６］〜［０００７］、図１）。
【特許文献３】
特開２００２−１４３８２４号公報（［０００８］、図１、図８）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献３に記載された提案は、クラゲからコラーゲンを取り出す工程数が多く、実際に工業化を実現するために設備費が高価となり、処理コストが高価となるなどの課題があった。工場や発電所などからは、捕獲・除去されるクラゲ類をさらに効率よく処理でき、有効な再利用を目指した付加価値の高いコラーゲンを安価に回収でき、設備費も安価な回収技術の開発が求められている。
【００１０】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、クラゲ類をさらに効率よく処理でき、かつ、より付加価値の高いコラーゲンを効率よく安価に抽出、回収できるクラゲのコラーゲン回収方法及びクラゲのコラーゲン回収システムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、次のような手段によりクラゲ類をさらに効率よく処理し、かつ、より付加価値の高いコラーゲンを効率よく抽出、回収できるクラゲのコラーゲン回収方法及びクラゲのコラーゲン回収システムを提供するものである。
【００１２】
すなわち、本発明のクラゲのコラーゲン回収方法は、クラゲを微細化する第１の工程と、前記微細化されたクラゲをｐＨ６．０乃至８．０の緩衝液中で抽出処理する第２の工程と、前記ｐＨ６．０乃至８．０の緩衝液中からコラーゲンを取り出す第３の工程とを具備してなることを特徴とする。この発明によればクラゲ類から従来のコラーゲン回収方法よりさらに効率よく処理でき、かつ、より付加価値の高いコラーゲンを効率よく、高収率で抽出でき、低コストで回収することができる。さらに、クラゲをｐＨ６．０乃至８．０の緩衝液中で抽出処理するので、温度制御が容易になり、かつ、クラゲ体内から遊離した各種酵素の作用によりコラーゲンの変性、分解を防ぐことができ、コラーゲンの低分子化を避けることができる。
【００１３】
さらに、本発明のクラゲのコラーゲン回収方法は、クラゲを微細化する第１の工程と、前記微細化されたクラゲを中性溶媒中で抽出処理する第２の工程と、前記中性溶媒中からコラーゲンを取り出す第３の工程とを具備してなることを特徴とする。この発明によれば、クラゲ類から従来のコラーゲン回収法よりさらに効率よく処理し、かつ、より付加価値の高いコラーゲンを効率よく、高収率で抽出でき、低コストで回収することができる。さらに、クラゲを中性溶媒中で処理するので、温度制御が容易になり、かつ、クラゲ体内から遊離した各種酵素の作用によりコラーゲンの変性、分解を防ぐことができ、コラーゲンの低分子化を避けることができる。
【００１４】
さらに、本発明のクラゲのコラーゲン回収方法は、クラゲを微細化する第１の工程と、前記微細化されたクラゲをリン酸系の中性緩衝液中で抽出処理する第２の工程と、前記中性緩衝液中からコラーゲンを取り出す第３の工程とを具備してなることを特徴とする。この発明によれば、クラゲをリン酸系の中性緩衝液中で処理するので、クラゲからコラーゲンを効率よく抽出することができる。
【００１５】
さらに、本発明のクラゲのコラーゲン回収方法は、クラゲを微細化する第１の工程と、前記微細化されたクラゲを溶媒中で抽出処理する第２の工程と、前記溶媒中からコラーゲンを取り出す第３の工程と、前記第３の工程により取り出されたコラーゲンを凍結する第４の工程とを具備してなることを特徴とする。この発明によれば、クラゲ類から従来のコラーゲン回収方法よりさらに効率よく処理でき、かつ、より付加価値の高いコラーゲンを効率よく、高収率で抽出でき、低コストで回収することができる。さらに、抽出されたコラーゲンは、高分子から低分子に変化し易いが、凍結するので高分子の状態で保存することができる。
前記第１の工程、前記第２の工程及び前記第３の工程でのクラゲ処理温度は、４℃以下にすることにより収率よくコラーゲンを取り出すことができる。
前記微細化されたクラゲの砕片の大きさは、１０ｍｍ角以下に処理することにより、クラゲからコラーゲンの抽出効率を向上させることができる。
前記第２の工程でコラーゲンが抽出され、前記第３の工程で、前記コラーゲンが析出又は分離されるので、クラゲからコラーゲンを高収率で得ることができる。
【００１６】
前記リン酸系の中性緩衝液として、リン酸水素二ナトリウム−リン酸二水素カリウム緩衝液又はリン酸水素二ナトリウム−クエン酸緩衝液を使用することにより、クラゲから高収率でコラーゲンを抽出することができる。
【００１７】
前記凍結する第４の工程は、前記凍結したのち凍結乾燥することにより、長期間にわたってコラーゲンを高分子の状態で保存することができる。
【００１８】
前記第２の工程は、温度４℃から溶媒の凝固点より０．５℃低い温度の間で処理するので、クラゲからコラーゲンを安価な設備で、高収率に得ることができる。
さらに、本発明のクラゲのコラーゲン回収システムは、クラゲを微細化する処理装置と、前記微細化されたクラゲを溶媒中で抽出処理してコラーゲンを取り出すためのコラーゲン取り出し装置と、前記コラーゲンを凍結する凍結装置とを具備してなることを特徴とする。この発明によれば、クラゲからコラーゲンを安価な装置により構成することができ、設備費を安価にできる。さらに、安価な装置により効率よく抽出し回収することができる。
微細化されたクラゲの砕片の大きさ１０ｍｍ角以下とは、クラゲの砕片の形状が方形状に限定するものではなく、円形や形状がくずれたものなどいずれでもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明者らはクラゲ類、特に発電所や工場用取水路で除去・水揚げされるミズクラゲ等のクラゲに含まれる有用物質の検索を行い、ミズクラゲ等には体内にコラーゲンを多量に有し、このクラゲ由来のコラーゲンは、現在利用されている天然可溶性コラーゲン、不溶性コラーゲン、及び牛・豚の骨，皮等を酸，アルカリ，酵素等で分解した可溶化コラーゲン等とは異なる性質を有していることを見出した。
【００２０】
すなわち、現在利用されているコラーゲンは、２本の異種ポリペプチド鎖よりなるコラーゲンのサブユニット構造（α１・α１・α２）を有し、かつ、結合糖含有量が約１重量％結合したものであるのに対して、クラゲ類由来のコラーゲンは、３本の異種ポリペプチド鎖からなるラセン構造（サブユニット：α１・α２・α３）を有しており、かつ、コラーゲン中には糖が３〜５重量％以上結合しているという特徴的な構造を有している。そして、適度な保湿性と放湿性を維持しつつ、皮膚閉塞能を有するため皮膚保水効果に優れている。
【００２１】
さらに発明者らは、クラゲから抽出したコラーゲンには、ニキビ等の原因とされる微生物Ｐｒｏｐｉｏｎｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ　ａｃｎｅｓに対して抗菌作用を有することを見出した。
さて、クラゲは一般に、体成分のうち水分が９５〜９６％を占めているが、それ以外の成分としては、タンパク質１．７％，炭水化物０．９％，脂質０．０％，灰分２．１％程度であり、水分以外ではその殆どをタンパク質が占めている。また、このタンパク質の殆どが体を構成するコラーゲンであり、このコラーゲンを効率よく抽出し高収率で回収することにより、現状で廃棄されているクラゲは、有用物質の原料として有効に活用され、工業化が可能となる。
そこで、本発明者らは、クラゲからコラーゲンを効率よく抽出でき、低コストで、高収率に回収することができる技術の工業化を目的とした開発を鋭意進めた結果、クラゲの体の構成成分であるコラーゲン等の有用物質の抽出を極めて容易に行えるクラゲのコラーゲン回収方法を見出した。この発明の特徴は、クラゲからコラーゲンの抽出を、ｐＨ６．０乃至８．０の緩衝液中で行うことであり、このときのクラゲの温度を４℃から溶媒の凝固点より０．５℃低い温度の間にすることである。
【００２２】
次に、本発明のクラゲのコラーゲン回収方法及びクラゲのコラーゲン回収システムの実施形態を図面を参照して説明する。先ず、図１を参照してコラーゲン回収方法の実施形態を説明する。図１において、１は洗浄工程、２はホモジネート及び／又は破砕及び／又は細断化工程、３ａはコラーゲン抽出工程、３ｂはコラーゲン析出又は分離工程、４はコラーゲンの安定化処理工程であり、この実施形態は以上の工程の順番に行う。第１の工程、第２の工程、第３の工程及び第４の工程でのクラゲ処理温度は、４℃以下にすることにより収率よくコラーゲンを取り出すことができる。
【００２３】
先ず、例えば発電所の取水口から捕獲したクラゲは、洗浄工程１にて洗浄される。洗浄工程１は、クラゲを洗浄し、クラゲに付着している異物や汚れを除去する。クラゲの洗浄は、例えばクラゲに水道水を噴射することにより行われる。このことにより、最終産物への異物の混入やコラーゲンを取り出すための装置内における配管の目詰まり等を解消し、後の工程の各種操作を効率よく行うことが可能となる。
【００２４】
次に、洗浄されたクラゲをホモジネート及び／又は破砕及び／又は細断化工程２に移す。ホモジネート及び／又は破砕及び／又は細断化工程２は、クラゲを温度４℃以下例えば凍結させてホモジネート及び／又は破砕及び／又は細断し、１０ｍｍ角以下の大きさに微細化処理することにより、後の工程におけるクラゲからコラーゲンを抽出する効率を向上させる。
【００２５】
１０ｍｍ角以下の大きさに微細化処理されたクラゲは、クラゲからコラーゲンを抽出するのに好適な条件下で処理するためのコラーゲン抽出工程３ａに移される。コラーゲン抽出工程３ａは、１０ｍｍ角以下の大きさに処理されたクラゲをｐＨ６．０乃至８．０の緩衝液中で処理することにより、クラゲの体成分のうちコラーゲンを容易に抽出できる。コラーゲンを抽出するための溶媒として最適例は、中性の緩衝液、中性溶媒、ｐＨ６．５乃至７．５の緩衝液であり、リン酸系の緩衝液である。コラーゲンの抽出処理を中性溶媒すなわちｐＨ６．５乃至７．５の範囲で処理を行うことにより、温度制御が容易になり、かつ、クラゲ体内から遊離した各種酵素等の作用によるコラーゲンの変性・分解を防ぐことが可能となる。これによって、コラーゲンの低分子化を避け、より付加価値の高い高分子コラーゲンを効率よく抽出することが可能となる。コラーゲン抽出工程３ａの処理は、クラゲの温度が４℃から中性溶媒の凝固点より０．５℃低い温度の間で行うことにより、コラーゲンを高収率で得ることができる。
【００２６】
コラーゲンが抽出された溶液は、溶媒中からコラーゲンを取り出すためのコラーゲン析出又は分離工程３ｂが行われる。コラーゲン析出又は分離工程３ｂは、溶媒中に抽出したコラーゲンを効率よく析出、又は溶媒中に抽出したコラーゲンを溶媒中から効率よく分離する処理を行う。コラーゲン析出又は分離工程３ｂの温度は、４℃以下が望ましい。
【００２７】
コラーゲン析出又は分離工程３ｂにより得られたコラーゲンは、コラーゲンの安定化処理工程４が行われる。コラーゲンの安定化処理工程４は、得られたコラーゲンが高分子であるが、常温雰囲気になると低分子に変化し易いため、高分子状態を維持するための処理を行う。コラーゲンの安定化処理工程４は、例えば析出、あるいは、分離されたコラーゲンを凍結又は凍結乾燥してコラーゲンを安定して保管可能な状態にする。
【００２８】
次に、各工程での処理法についてさらに具体的に説明する。
洗浄工程１におけるクラゲの洗浄法としては、捕獲・水揚げされたクラゲから、後段の処理に影響を与える異物や汚れを洗浄・除去できる方法であれば如何なる方法を採用することも可能であり、例えばベルトコンベア上での放水による洗浄等を採用することも可能である。なお、上記実施形態では、クラゲ自体についても海から水揚げ直後の個体について説明したが、塩漬けや凍結乾燥等によって脱水処理を施されたものや、凍結後解凍した個体等を用いた場合においても、本発明を用いれば効率よくクラゲコラーゲンを抽出することが可能である。クラゲが大量に発生した場合、廃棄せず、塩漬けや冷凍保存や凍結乾燥保存することによりクラゲのコラーゲン回収システムの処理能力に応じて長時間にわたってコラーゲンの抽出処理をすることができる。
【００２９】
ホモジネート及び／又は破砕及び／又は細断化工程２におけるクラゲのホモジネート・破砕・細断法としては、クラゲを効率よく１０ｍｍ角以下の大きさに微細化処理する方法であれば如何なる方法を採用することも可能であり、例えば回転刃破砕装置や２軸破砕機，シュレッダー装置，圧力差による破砕装置、ミキサ等の装置を適宜選択して利用することが可能である。ホモジネート装置は、クラゲをミキサなどにより掻き混ぜることにより１０ｍｍ角以下の大きさにするクラゲの処理法である。破砕は、例えば凍結されたクラゲを破砕機に入れて１０ｍｍ角以下の大きさにするクラゲの処理法である。細断処理は、クラゲを細断器に入れて１０ｍｍ角以下の大きさに細断するクラゲの処理法である。
【００３０】
ホモジネート及び／又は破砕及び／又は細断化工程２後のクラゲの大きさは、コラーゲン抽出工程３ａにおけるコラーゲン抽出の効率に影響を及ぼす。すなわち、ホモジネート及び／又は破砕及び／又は細断後のクラゲの大きさが、大きくなってしまうとコラーゲン抽出工程３ａにおける処理時間が長くなり、コラーゲン抽出・回収の効率を著しく低下させる。ホモジネート及び／又は破砕及び／又は細断処理は、処理後のクラゲを平均的な大きさにおいて、１０ｍｍ角以下、好ましくは５ｍｍ角以下まで、さらに好ましくは、ホモジネートのように数百μｍ以下まで破砕し微細化することが望ましい。
【００３１】
コラーゲン抽出工程３ａは、ホモジネート及び／又は破砕及び／又は細断されたクラゲと中性溶媒を混合し、クラゲの体構成成分であるコラーゲンを効率よく抽出する工程である。処理に用いる溶媒のｐＨは６．５乃至７．５の中性域の緩衝液が好ましい。溶媒としては、クラゲコラーゲンを効率よく抽出可能な中性溶媒であれば、如何なるものも採用することができる。例えば、さまざまな緩衝液を用いることが可能である。発明者らは特にリン酸を含む緩衝液、すなわち、リン酸水素二ナトリウム−リン酸二水素カリウム緩衝液やリン酸水素二ナトリウム−クエン酸緩衝液を用いた場合に極めて好適な結果を得ている。これら緩衝液によるコラーゲンの抽出の作用機構は、明らかでないが、リン酸の存在がコラーゲンの抽出効率に好影響を与えている可能性がある。また、処理温度はクラゲ由来の各種酵素の影響を受けにくい４℃以下が適しており、好ましくは４℃から抽出に用いる中性溶媒の凝固点より０．５℃低い温度の間において処理を行うことが適している。コラーゲン抽出処理槽内でクラゲをより均一に可溶化するためには、必要に応じてコラーゲン抽出工程３ａにおいて攪拌操作を加えることが有効である。攪拌の方法は、処理槽内の均一化を達成できる方法で、かつその他の条件に影響を与えない方法であれば、如何なる方法を用いても構わない。
【００３２】
コラーゲン抽出工程３ａにより抽出された溶媒中のコラーゲンは、コラーゲン析出又は分離工程３ｂにて溶媒中からコラーゲンが取り出される。コラーゲン析出又は分離工程３ｂは、コラーゲン抽出工程３ａの処理液を濾過し、溶媒中に抽出したコラーゲンを効率よく析出、あるいは、分離する方法であれば、如何なる方法を採用することも可能である。溶媒中からコラーゲンを取り出すコラーゲン析出又は分離工程３ｂは、例えば、塩析，有機溶媒による沈殿法，等電点沈殿，水溶性高分子を用いた沈殿法，遠心法，限外濾過法，膜濾過法，イオン交換クラマトグラフィー法，吸着クロマトグラフィー法，分配クロマトグラフィー法，ゲル濾過クロマトグラフィー法，アフィニティークロマトグラフィー法，等電点クロマトグラフィー法等の方法を抽出対象や処理条件等によって適宜選択することができる。また、これらの２以上の組み合わせによる方法も選択することが可能である。
【００３３】
塩析においては、クラゲ由来のタンパク質を塩析する場合、作用機構は明らかではないが、用いる塩としてＮａＣｌを用いた場合に最も効率よく回収可能であることが知られており、発明者らもクラゲ由来のコラーゲンをＮａＣｌを用いて塩析した場合に好適な結果を得ている。また、何れの処理を行うにあたっても、コラーゲンの分解を抑えるために、コラーゲン析出又は分離工程３ｂは、４℃以下の環境下で進めることが好ましい。さらに好ましくは、４℃から抽出液の凝固点より０．５℃低い温度の間で行うことが望ましい。濾過法に関しては、処理残渣を取り除ける方法であれば、如何なる方法も採用することが可能である。例えば、５００μｍ以下の孔径のメッシュやフィルターを用いることで、効率よく処理を行うことが可能である。
【００３４】
コラーゲンの安定化処理工程４は、回収したコラーゲンを安定に保存可能な状態にすることが可能であれば、如何なる方法も採用することができる。例えば、回収したコラーゲンの凍結や凍結後の凍結乾燥などは長期にわたって安定に保存が可能となる。また、低温条件下で高濃度のＮａＣｌ溶液中に保管することも可能である。
【００３５】
本発明のクラゲ由来のコラーゲンの抽出方法は、以上の五つの工程を具備することを特徴としている。
【００３６】
次に、クラゲのコラーゲン回収システムの実施形態を図２を参照して説明する。この実施形態のクラゲのコラーゲン回収システム１１は、クラゲからコラーゲンを効率よく、高収率で抽出することができる安価な設備である。
【００３７】
このクラゲのコラーゲン回収システム１１は、ベルトコンベア１２と、クラゲを洗浄する噴射ノズル１３と、クラゲをホモジネート及び／又は破砕及び／又は細断する装置例えば破砕機１４と、スクリューコンベア１５と、クラゲを中性緩衝液と作用させコラーゲンを抽出する溶媒槽１６と、コラーゲンを析出又は分離する装置例えば塩析装置１７と、一時貯蔵部１８と、凍結又は凍結乾燥機１９とから構成されている。
【００３８】
ベルトコンベア１２は、大量に発生する発電所の取水口から捕獲されたクラゲを破砕機１４に搬送するためのものである。ベルトコンベア１２により搬送されているクラゲは、異物が付着した状態であるため搬送時間を利用して水洗いされる。この水洗いは、噴射ノズル１３からクラゲを洗浄するための水圧に調整された水道水をクラゲに噴射することにより行われる。ベルトコンベア１２の搬送機構には、水道水の噴射エリアで予め定められた時間停止させる機構を設けてもよい。
【００３９】
噴射ノズル１３は、ベルトコンベア１２上に載置されたクラゲを洗浄するための洗浄水を噴射するためのものである。クラゲに付着した異物や菌類を洗い落とすために噴射ノズル１３には、噴射される洗浄水を間欠的に流す機構を設けてもよいし、噴射ノズル１３を左右に回動させる機構を設けてもよいし、洗浄水に超音波を印加する機構を設けてもよい。ベルトコンベア１２は、クラゲから洗い落とされた異物がベルトコンベア１２から分離例えば落下するようにベルトコンベア１２を網状にすることが望ましい。
【００４０】
破砕機１４は、ベルトコンベア１２により移されたクラゲを１０ｍｍ角以下の大きさ例えば５ｍｍ角に破砕するためのもので、例えば回転刃破砕装置である。回転刃破砕装置１４１は、洗浄されたクラゲを収容する処理槽１４２の底部に図示しないモーターの回転軸に結合された回転刃１４３が設けられた装置である。回転刃破砕装置１４１は、回転刃１４３の回転数を調整することによりクラゲを１０ｍｍ角以下の大きさに破砕することができる。処理槽１４２に搬入されたクラゲは、４℃以下の温度例えば凍結されたのち、回転刃１４３が回転され、凍結されたクラゲが１０ｍｍ角以下の大きさに破砕される。回転刃破砕装置１４１には、搬入されたクラゲを４℃以下の温度にするための図示しない冷蔵機構が組み込まれている。
【００４１】
回転刃破砕装置１４１により破砕されたクラゲは、処理槽１４２の側壁面に設けられた取出口１４４から取り出され、スクリューコンベア１５により溶媒槽１６に移される。溶媒槽１６内には、図示しないモーターに接続された回転軸１６１と結合した攪拌翼１６２が設けられている。溶媒槽１６には、溶媒貯蔵槽１６３から不足した溶媒を自動的に補充する機能付き送液ポンプ１６４を介してパイプ１６５が配管されている。溶媒槽１６の底部には、抽出されたコラーゲンを含む抽出液を塩析装置１７に移すためのパイプ１６７が送液ポンプ１６８、フィルター１６９を介して設けられている。さらに、溶媒槽１６には、溶媒槽１６に搬入されたクラゲを４℃から溶媒の凝固点より０．５℃低い温度の間にするための図示しない冷蔵機構が設けられている。このような構成の溶媒槽１６は、溶媒中に搬入されたクラゲを攪拌翼１６２を回転させながら可溶化してコラーゲンを抽出させる。
【００４２】
抽出されたコラーゲン溶液は、塩析装置１７にパイプ１６７を介して移送される。このとき、フィルター１６９は、抽出されたコラーゲン溶液中に含まれる異物を除去する。塩析装置１７には、塩を含む溶液例えばＮａＣｌ溶液のＮａＣｌ溶液貯蔵槽１７１からＮａＣｌ溶液を自動的に補充する機能付き送液ポンプ１７２を介してパイプ１７３が配管されている。塩析装置１７内には、コラーゲン溶液とＮａＣｌ溶液とを攪拌するための攪拌翼１７４が回転軸１７５に接続されて設けられている。塩析装置１７には、コラーゲン溶液を４℃からＮａＣｌを含むコラーゲン溶液の凝固点より０．５℃低い温度の間にするための図示しない冷蔵機構が設けられている。塩析装置１７の底部には、パイプ１７７を介して脱水機１７８に接続されている。塩析装置１７は、コラーゲン溶液からコラーゲン成分を析出させ、パイプ１７７を介して析出されたコラーゲンを脱水機１７８に出力する。
脱水機１７８は、脱水したコラーゲンを出力する。このコラーゲンは、凍結又は凍結乾燥機１９にて凍結又は凍結乾燥されて保管される。
【００４３】
次に、図２のクラゲのコラーゲン回収システム１１を参照してコラーゲンの抽出方法を説明する。発電所の取水口で捕獲されたクラゲは、走行中のベルトコンベア１２に載置すると、クラゲが噴射ノズル１３から噴射される洗浄水により洗浄される。洗浄されたクラゲは、破砕機１４に移されて、４℃以下の温度例えば凍結されたのち、大きさ１０ｍｍ角以下に破砕されて、溶媒槽１６に移される。溶媒槽１６に移されたクラゲは、溶媒例えば中性緩衝液と作用してクラゲを可溶化しクラゲ体内のコラーゲンを抽出する。抽出されたコラーゲンを含む抽出液は、塩析装置１７に移送されてＮａＣｌ溶液と作用してコラーゲンを析出する。析出されたコラーゲンは、脱水機１７８で脱水され、脱水されたコラーゲンは凍結又は凍結乾燥されて保管される。
【００４４】
【実施例】
以下、例示的ではあるが限定的ではない実施例を説明することによって本発明をより深く理解することができる。
【００４５】
（実施例１）
図２に示すクラゲのコラーゲン回収システム１１を作製し、クラゲからコラーゲンを抽出する試験を行った。洗浄されたミズクラゲ２００ｋｇは、ホモジネート装置により１０ｍｍ角以下の大きさに破砕処理される。破砕処理されたミズクラゲは、ｐＨ６．０乃至８．０の緩衝液として０．１ｍｏｌ／Ｌリン酸水素二ナトリウム−クエン酸緩衝液（ｐＨ７．０）１ｍ^３を添加した内容積３ｍ^３の溶媒槽１６に添加し、４℃以下の温度例えば１℃恒温下で回転速度例えば１２０ｒｐｍの条件下で撹拌してコラーゲンの抽出処理を３０分間行った。
【００４６】
３０分後にコラーゲンの抽出処理液を孔経５００μｍのフィルター１６９で濾過した後、塩析装置１７にて１℃恒温下においてＮａＣｌ溶液による塩析処理を施しコラーゲンを析出させ粗精製処理を行った。粗精製したコラーゲンを脱水機１７８にてフィルタープレスによって脱水し、直後に凍結又は凍結乾燥機１９で−２０℃で冷凍した。
【００４７】
本実施例によって回収した物質の重さは、０．５６ｋｇであり、その殆どがコラーゲンであった。この試験は、図２のクラゲのコラーゲン回収システム数ｎを３ライン設置し（以下ｎ＝３と記す）、各ラインにおいて２００ｋｇのミズクラゲを３回コラーゲンの回収プロセスを実行し、評価した。このコラーゲン回収プロセスの実行と評価をこの明細書では試験と定義し、この試験を３回繰り返し実施し同様な結果を得た。
【００４８】
（実施例２）
実施例１で抽出したコラーゲン抽出液をＧＡＭ寒天培地に２００μＬ塗布し、培地表面を乾燥させた。この寒天培地にＰｒｏｐｉｏｎｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ　ａｃｎｅｓＪＣＭ６４２５株の懸濁液５０μＬを接種した。接種後寒天培地を３７℃，微好気条件下（細菌培養用パウチ袋中にて）で静置培養を行った。培養経過中、培地の変化を経時的に観察した。
【００４９】
培養開始６日目を過ぎても、寒天培地上にＰｒｏｐｉｏｎｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ　ａｃｎｅｓＪＣＭ６４２５株の生育は観察されなかった。すなわち、得られたコラーゲンは、良好な抗菌作用のあることがわかった。
なお、以下の実施例・比較例の説明では、実施例１と同一工程あるいは同一条件、同一装置の説明等については説明の重複を避けた。
【００５０】
（実施例３）
ｐＨ６．５に調整した０．１ｍｏｌ／Ｌリン酸二水素カリウム−水酸化ナトリウム緩衝液１ｍ^３を用いた以外は、実施例１と同様の試験を行った。試験はｎ＝２で行い、試験は３回繰り返し実施した。本実施例によって回収した物質は０．５４ｋｇであった。高分子のタンパク質が減少したが、その殆どが良質のコラーゲンで抗菌作用を呈した。
【００５１】
（実施例４）
ｐＨ７．５に調整した０．１ｍｏｌ／ＬＴｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液１ｍ^３を用いた以外は、実施例１と同様の試験を行った。試験はｎ＝２で行い、試験は３回繰り返し実施した。本実施例によって回収した物質は０．５３ｋｇであった。高分子のタンパク質が減少したが、その殆どが良質のコラーゲンで抗菌作用を呈した。
【００５２】
（実施例５）
ｐＨ６に調整した０．１ｍｏｌ／Ｌクエン酸−クエン酸ナトリウム緩衝液１ｍ^３を用いた以外は、実施例１と同様の試験を行った。試験はｎ＝２で行い、試験は３回繰り返し実施した。本実施例によって回収した物質は０．４５ｋｇであった。高分子のタンパク質が減少したが、その殆どが良質のコラーゲンで抗菌作用を呈した。
【００５３】
（実施例６）
ｐＨ８に調整した０．１ｍｏｌ／Ｌリン酸二水素カリウム−水酸化ナトリウム緩衝液１ｍ^３を用いた以外は、実施例１と同様の試験を行った。試験はｎ＝２で行い、試験は３回繰り返し実施した。本実施例によって回収した物質は０．４０ｋｇであった。高分子のタンパク質が減少したが、その殆どが良質のコラーゲンで抗菌作用を呈した。
【００５４】
（実施例７）
ミズクラゲ２００ｋｇを１０ｍｍ角の大きさに破砕処理したクラゲを中性緩衝液中に入れて実施例１と同様の試験を行った。試験はｎ＝２で行い、３回繰り返し実施した。本実施例によって回収した物質は０．３ｋｇで、そのほとんどはコラーゲンであった。このコラーゲンは、良好な抗菌作用を呈した。
【００５５】
（実施例８）
全ての処理についてミズクラゲの温度を４℃で行ったこと以外は、実施例１と同様の試験を行った。試験はｎ＝２で行い、試験は３回繰り返し実施した。本実施例によって回収した物質は０．５２ｋｇで、そのほとんどが高分子のタンパク質で抗菌作用を呈した。
【００５６】
（比較例１）
ｐＨ９に調整した０．１ｍｏｌ／Ｌホウ酸―水酸化ナトリウム緩衝液１ｍ^３を用いた以外は、実施例１と同様の試験を行った。試験はｎ＝２で行い、試験は３回繰り返し実施した。本実施例によって回収した物質は０．１ｋｇであったが、低分子のタンパク質のみでコラーゲンは含まれておらず回収することができなかった。
【００５７】
（比較例２）
ｐＨ５に調整した０．２ｍｏｌ／Ｌ酢酸―酢酸ナチリウム緩衝液１ｍ^３を用いた以外は、実施例１と同様の試験を行った。試験はｎ＝２で行い、試験は３回繰り返し実施した。本実施例によって回収した物質は０．０５ｋｇであったが、低分子のタンパク質のみでコラーゲンは含まれておらず回収することができなかった。
【００５８】
（比較例３）
ミズクラゲ２００ｋｇを破砕処理することなく使用した以外は、実施例１と同様の試験を行った。試験はｎ＝２で行い、３回繰り返し実施した。本実施例によって回収した物質は０．１ｋｇ以下であったが、コラーゲンは含まれておらず回収することができなかった。コラーゲンの抽出には、破砕処理が必要であることがわかった。
【００５９】
（比較例４）
ミズクラゲ２００ｋｇを２０ｍｍ角の大きさに破砕処理したクラゲを中性緩衝液中に入れて実施例１と同様の試験を行った。試験はｎ＝２で行い、３回繰り返し実施した。本実施例によって回収した物質は０．１ｋｇ以下であったが、コラーゲンは含まれておらず回収することができなかった。コラーゲンの抽出には、１０ｍｍ角以下の大きさに破砕処理が必要であることがわかった。
【００６０】
（比較例５）
全ての処理についてミズクラゲの温度を１２℃で行ったこと以外は、実施例１と同様の試験を行った。試験はｎ＝２で行い、試験は３回繰り返し実施した。本実施例によって回収した物質は０．３ｋｇであったが、低分子のタンパク質のみでコラーゲンは含まれておらず回収することができなかった。
【００６１】
（比較例６）
全ての処理についてミズクラゲの温度を温度調節せず室温（２８℃乃至３３℃）で行ったこと以外は、実施例１と同様の試験を行った。試験はｎ＝２で行い、試験は３回繰り返し実施した。本実施例によって回収した物質は０．３ｋｇであったが、低分子のタンパク質のみでコラーゲンは含まれておらず回収することができなかった。
【００６２】
（比較例７）
実施例１の抽出液をＧＡＭ寒天培地に塗布しなかった以外は実施例２と同様の試験を比較例１〜６で得られたタンパク質について実施した。培養開始４日目に寒天培地表面にＰｒｏｐｉｏｎｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ　ａｃｎｅｓＪＣＭ６４２５株の生育を観察した。また、培養開始６日目以降には、寒天培地表面にやや厚みを持ったＰｒｏｐｉｏｎｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ　ａｃｎｅｓＪＣＭ６４２５株の菌層が生じていた。抗菌作用を呈しないことがわかった。
【００６３】
上記実施例と比較例の結果より、本発明によるクラゲのコラーゲン回収方法を用いれば、クラゲ由来のコラーゲンを従来提案されていた技術に比べ、効率よくクラゲコラーゲンを粗抽出することが可能となることを容易に理解できる。
また、実施例２と比較例７の結果より、本発明を用いてなされたクラゲ由来のコラーゲンの抽出方法によって抽出されたクラゲのコラーゲンは、ニキビの原因とされる微生物Ｐｒｏｐｉｏｎｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ　ａｃｎｅｓに対して抗菌作用を有していることが容易に理解できる。
【００６４】
以上説明したように、上記実施形態によればクラゲ由来のコラーゲンは、ニキビの原因となる微生物Ｐｒｏｐｉｏｎｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ　ａｃｎｅｓに対する抗菌性も有しており、化粧品や医薬品等の原材料としても付加価値の高い原材料となる。
そして、本発明のクラゲコラーゲン回収方法とその装置を用いれば、付加価値の高いコラーゲンを効率よく抽出することが可能となり、工業的な価値は極めて大である。
上記実施形態では、クラゲとして廃棄されていたミズクラゲの実施形態について説明したが、クラゲであれば他のクラゲのビゼンクラゲやエチゼンクラゲなどでも、コラーゲンを抽出できることは説明するまでもないことである。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によればクラゲ類をさらに効率よく処理し、かつ、より付加価値の高いコラーゲンを効率よく抽出でき、回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクラゲのコラーゲン回収方法を説明するための工程図。
【図２】本発明のクラゲのコラーゲン回収システムを工程順に説明するための製造装置の配置図。
【符号の説明】
１…洗浄工程、　　２…ホモジネート及び／又は破砕及び／又は細断化工程、
３ａ…コラーゲン抽出工程、　　３ｂ…コラーゲン析出又は分離工程、
４…コラーゲンの安定化処理工程、　　　１１…コラーゲン回収システム、
１２…ベルトコンベア、　　１３…噴射ノズル、　　１４…破砕機、　　１５…スクリューコンベア、　　１６…溶媒槽、　　１７…塩析装置、　　１８…一時貯蔵部、　　１９…凍結又は凍結乾燥機、　　１４１…回転刃破砕装置、　　１４２…処理槽、　　１４３…回転刃、　　１４４…取出口、　　１６１…回転軸、　　１６２，１７４…攪拌翼、　　１６３…溶媒貯蔵槽、　　１６４，１６８，１７２…送液ポンプ、　　１６５，１６７，１７３，１７７…パイプ、　　１６９…フィルター、　　１７１…溶液貯蔵槽、　　１７５…回転軸、　　１７８…脱水機。

Claims

クラゲを微細化する第１の工程と、
前記微細化されたクラゲをｐＨ６．０乃至８．０の緩衝液中で抽出処理する第２の工程と、
前記ｐＨ６．０乃至８．０の緩衝液中からコラーゲンを取り出す第３の工程とを具備してなることを特徴とするクラゲのコラーゲン回収方法。
クラゲを微細化する第１の工程と、
前記微細化されたクラゲを中性溶媒中で抽出処理する第２の工程と、
前記中性溶媒中からコラーゲンを取り出す第３の工程と
を具備してなることを特徴とするクラゲのコラーゲン回収方法。
クラゲを微細化する第１の工程と、
前記微細化されたクラゲをリン酸系の中性緩衝液中で抽出処理する第２の工程と、
前記中性緩衝液中からコラーゲンを取り出す第３の工程と
を具備してなることを特徴とするクラゲのコラーゲン回収方法。
クラゲを微細化する第１の工程と、
前記微細化されたクラゲを溶媒中で抽出処理する第２の工程と、
前記溶媒中からコラーゲンを取り出す第３の工程と、
前記第３の工程により取り出されたコラーゲンを凍結する第４の工程と
を具備してなることを特徴とするクラゲのコラーゲン回収方法。
前記第１の工程、前記第２の工程及び前記第３の工程でのクラゲ処理温度は、４℃以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のクラゲのコラーゲン回収方法。
前記微細化されたクラゲの砕片の大きさは、１０ｍｍ角以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のクラゲのコラーゲン回収方法。
前記第２の工程でコラーゲンが抽出され、前記第３の工程で、前記コラーゲンが析出又は分離されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のクラゲのコラーゲン回収方法。
前記リン酸系の緩衝液は、リン酸水素二ナトリウム−リン酸二水素カリウム緩衝溶液又はリン酸水素二ナトリウム−クエン酸緩衝液であることを特徴とする請求項３記載のクラゲのコラーゲン回収方法。
前記凍結する第４の工程は、前記凍結したのち凍結乾燥することを特徴とする請求項４記載のクラゲのコラーゲン回収方法。
前記第２の工程は、温度４℃から溶媒の凝固点より０．５℃低い温度の間で処理することを特徴とする請求項５項記載のクラゲのコラーゲン回収方法。
クラゲを微細化する処理装置と、
前記微細化されたクラゲを溶媒中で抽出処理してコラーゲンを取り出すためのコラーゲン取り出し装置と、
前記コラーゲンを凍結する凍結装置と、
を具備してなることを特徴とするクラゲのコラーゲン回収システム。