JP2005508406A

JP2005508406A - キトサンのアセチル化方法

Info

Publication number: JP2005508406A
Application number: JP2003540216A
Authority: JP
Inventors: チョンクムオ; スンリムパク
Original assignee: コンプンバイオカンパニーリミテッド
Priority date: 2001-11-02
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2005-03-31
Anticipated expiration: 2022-08-09
Also published as: WO2003037935A1; JP4054762B2; KR20030037122A; US20040242537A1; KR100451399B1

Abstract

【課題】
【解決手段】本発明は，キチンを分解及び脱アセチルして製造されたキトサン又はキトサンオリゴ糖を原料として反応原液を製造し，インラインミキサを通過させながらｐＨ調節剤と無水酢酸を順次連続供給してアセチル化反応させ，所望のアセチル化度のアセチル化物を収得することが可能な、キトサンのアセチル化方法に関するものである。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は，キチンを分解および脱アセチル化して製造された，キトサンまたはキトサンオリゴ糖を原料として反応原液を製造し，インラインミキサ（Ｉｎｌｉｎｅｍｉｘｅｒ）を通過させながら，ｐＨ調節剤と無水酢酸を順次連続供給して反応原液をアセチル化し，所望のアセチル化度のアセチル化物を生成することが可能な，キトサンのアセチル化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
キチン（Ｃｈｉｔｉｎ）は，Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミンモノマーがβ−（１，４）重合結合した，高分子多糖類である。
【０００３】
天然に存在するキチンは，Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミンからアセチル基が離れた，Ｄ−グルコサミンが部分的に重合結合している。
【０００４】
キチンにアルカリ溶液と熱を加えると，キチンを構成するモノマーであるＮ−アセチル−Ｄ−グルコサミンのアセチル基が離れて，Ｄ−グルコサミンになる。
【０００５】
このように，キチンにアルカリ等を用いて脱アセチル化し，Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミンからアセチル基が離れて生成したＤ−グルコサミンの割合が７０％以上のとき，これをキトサン（Ｃｈｉｔｏｓａｎ）という（大韓民国食品医薬品安全庁，食品添加物工程参照）。
【０００６】
すなわちキトサンは，Ｄ−グルコサミンの割合が７０％以上で，Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミンの割合が３０％以下の多糖体である（図６参照）。
【０００７】
キトサンを加水分解すると，Ｄ−グルコサミンとＮ−アセチル−Ｄ−グルコサミンが混在して，２〜９個重合結合したキトサンオリゴ糖が生成される。
【０００８】
本発明は，このようにキチンを分解および脱アセチル化して生成された，キトサンまたはキトサンオリゴ糖を出発物質として，インラインミキサ中でｐＨを調節し，無水酢酸を用いてさらにアセチル化する方法に関するものである。
【０００９】
キトサンは，１価の酸である薄い塩酸，酢酸乳酸などには常温で溶解し易く，２価以上のイオンを有する酸である硫酸，燐酸，リンゴ酸，琥珀酸，クエン酸，フマル酸などには熱を加えると容易に溶解するという特性があり，キチンに比べ産業上様々な利用性がある。
【００１０】
キトサンは，陽イオン性高分子電解質であるため，産業的には凝集剤として廃水処理に応用され始め，またその機能性に関する研究が行われて医薬品，食品，化粧品，農業などの分野に応用されている。低分子化したキトサンオリゴ糖が開発されることにより免役増強剤，コレステロール低下剤，天然抗菌剤，糖尿病治療剤などその応用範囲がさらに拡張，細分化されていく傾向にある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが，キトサンの強い凝集力と吸着力のためにいろいろの物質が混在されているとき，キトサンは非常に不安定な特性を示す。また，アルカリ存在の下では不溶化されて応用が困難になる。
【００１２】
医薬品への適用において，キチンは生体内過免疫反応を起こさず，生体内酵素によってある程度消化吸収が行われるが，キトサンは，吸着された不純物とそれ自体によって，過免疫反応のような副作用が懸念され，生体内では消化吸収されないものであるということが知られている。
【００１３】
キトサンのかかる問題点を解決し，より様々な機能性を持たせるために，キトサンの分子量を調節し，あるいは，より安定したものとして知られているカルボキシメチルキチンやカルボキシメチルキトサンなどの様々な誘導体の開発が行われている。しかし，これよりは製造コストが低く，かつ上記問題点を解決することが可能な，別の方法が必要である。
【００１４】
一方，特開平４−３９３０１号公報には，キチンから脱アセチル化度４０〜６０％の脱アセチル化キチンを製造する方法が開示されているが，この方法により製造されたキチンは，７０％以上脱アセチル化されたキトサンに比べて純度が落ち，アルカリ濃度，温度の調節および処理時間によって均一な産物を得ることが容易ではなく，産業的に利用するには莫大な施設と時間が要求されるという欠点がある。
【００１５】
また，特開平７−９０００５号公報には，脱アセチル化度９５％以上のアセチル化キトサンを，無水酢酸を用いて製造する方法が開示されているが，無水酢酸の添加方法が具体的に明示されておらず，添加方法によってアセチル化の程度が大きく異なり，無水酢酸の添加量もアセチル化するのに理論上必要な量に比べて，平均５倍以上過剰に添加しているため，結果物の再現性を有することが容易ではない。
【００１６】
本発明者が実験したところ，結果物の脱アセチル化度に大きな差異が表れ，保存中に多量の不溶性沈殿物が発生し，前記方法では均一な分布を有するアセチル化キトサンを得ることは困難であった。
【００１７】
特開平８−２８３３０６号公報には，キチン粉末からアルカリキチン水溶液を経て，塩酸などを用いて脱アセチル化度３０％程度の部分脱アセチル化キチンを製造する方法が開示されているが，産業的生産への適用には温度条件や処理時間などの面で不適であり，量産のための工程条件が容易ではない。
【００１８】
特開平１０−７２５０２号公報には，無水酢酸を用いて脱アセチル化度５０％程度のアセチル化キトサンを製造する方法が開示されているが，無水酢酸を理論的必要量の約５倍以上投入しており，アセチル化反応の調節を目的として有機溶媒を多量使用することは，産業的生産工程では無理がある。
【００１９】
また，本発明者が上記方法を検討した結果，２％以上のキトサン濃度および分子量の差異があり，アルカリ処理の有無次第で所望の結果を得ることが容易ではなく，再現性もなかった。
【００２０】
特開平１１−５８０３号公報には，高純度のキチンから部分脱アセチル化キチンを製造する方法が開示されているが，従来の工程を使用しており，熟成時間も１５時間以上であって，量産のための工程としては好ましくなく，また出発物質である高純度のキチンを得ることも容易ではないという問題点がある。
【００２１】
本発明の目的は，キチンを分解および脱アセチル化して製造された，キトサンまたはキトサンオリゴ糖をアセチル化するにあたり，アセチル化工程を単純化し，反応物である無水酢酸の使用量を減らし，高濃度キトサンのアセチル化にも適用することが可能な方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するために，本発明は，キチンを分解および脱アセチル化して製造されたキトサンまたはキトサンオリゴ糖を原料として反応原液を製造し，インラインミキサを通過させながらｐＨ調節剤と無水酢酸を順次供給してアセチル化反応させ，所望のアセチル化度のアセチル化物を生成することが可能な，キトサンのアセチル化方法を提供する。
【００２３】
本発明によるキトサンのアセチル化方法は，キチンを分解および脱アセチル化して製造された，キトサンまたはキトサンオリゴ糖を原料として，原料を酸に溶解して製造された反応原液を第１のタンクに仕込んだ後，インラインミキサ内の温度を所望の温度以下に維持して，反応原液をインラインミキサ内に連続供給しながら，ｐＨ調節剤としてアルカリ溶液をまず連続供給し，その後アセチル化剤として無水酢酸を連続供給する。さらに，各反応物質の供給速度を調節して，反応液のｐＨを６．０〜８．０に維持しながら反応させて，第２のタンクに移送した後，第２のタンク内で反応液を１〜１．５時間攪拌し，その後反応液中の残留塩を除去し，反応液を乾燥させてアセチル化粉末を生成する方法である。
【００２４】
また，本発明は，所望のアセチル化度が高い場合，１回アセチル化された反応液をさらにアセチル化して２回アセチル化する方法を提供する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると，キチンを分解および脱アセチル化して製造された，キトサンまたはキトサンオリゴ糖をアセチル化するにあたり，アセチル化工程を単純化し，反応物である無水酢酸の使用量を減らし，高濃度キトサンのアセチル化にも適用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
キトサンを溶解するために，無機酸または有機酸を使用することができるが，無機酸を使用すると，有機酸を使用する場合に比べ，アセチル化剤である無水酢酸の使用量が２０％以上増加する傾向を示すので，有機酸を使用するのが好ましい。
【００２７】
有機酸の使用量は，ｐＨ調節に必要なアルカリ量を減らすため，最少量にするのが好ましい。
【００２８】
蟻酸，ソルビン酸，安息香酸，酢酸，乳酸などの１価有機酸を使用する場合には，常温で，または熱を加えてキトサンを溶解させ，クエン酸，リンゴ酸，フマル酸，琥珀酸などの２価以上の有機酸を使用する場合には，熱を加えてキトサンを溶解させる。溶解したキトサンは，不溶物を濾過した後アセチル化反応原液として用いる。
【００２９】
キトサンの脱アセチル化度が９５％以下の場合，５％のアセチル基が局部的に不均一に存在して，アセチル化反応後の安定性が低下する原因になる。したがって，キトサン溶解液のｐＨが５．０以下に下がらないように，有機酸の濃度を定めてキトサンを溶解させ，不溶物は濾過する。
【００３０】
本発明者は，キトサンのアセチル化反応に影響を及ぼすいろいろな要因を検討した結果，キトサンと無水酢酸の反応時に反応溶液のｐＨが重要な因子として作用するという事実を発見した。
【００３１】
反応溶液のｐＨをアルカリ溶液により６．０〜８．０に維持しながらキトサンと無水酢酸を反応させる場合，無水酢酸の損失が最小化され，無水酢酸の濃度が理論値に近い状態で，アミノ基に選択的にアセチル化反応が起こった。
【００３２】
また，キトサンまたはキトサンオリゴ糖の濃度が１０％以上であっても，反応液のｐＨを６．０〜８．０に維持すると，正常なアセチル化反応が起こった。
【００３３】
一方，ｐＨ調節剤とアセチル化剤の添加時に発熱反応によって温度上昇が起こるので，初期の反応温度は２０℃以下にするのが好ましい。
【００３４】
反応温度が３０℃以上に上昇すると，アセチル化反応が加速され，キトサンの濃度と粘度の緩やかな上昇に伴い局部的に過反応が起こりうるので，反応液の温度は３０℃以下に調節する。
【００３５】
アセチル化反応は，反応液のｐＨを調節すると，３０℃以下の反応条件で１時間以内に全て終結する。
【００３６】
均一なアセチル化分布を有するキトサンを製造するためには，キトサンの濃度が高くなるほど反応温度を低くすることが好ましい。
【００３７】
本発明では，２つのタンクと１つのインラインミキサを使用する。
【００３８】
反応原液の移送には，３０Ｌ／ｍｉｎ以上の移送能力を有しかつ熱発生の少ない，モノポンプ（ｍｏｎｏｐｕｍｐ）またはポジティブポンプ（ｐｏｓｉｔｉｖｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｐｕｍｐ）を使用する。
【００３９】
ｐＨ調節剤としては，５０％（ｗ／ｗ）以下の濃度を有する水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム溶液を使用する。ｐＨ調節剤は，反応液の濃度が５％（ｗ／ｗ）以下の場合には３０％（ｗ／ｗ）以上の濃度で，反応液の濃度が５％（ｗ／ｗ）以上の場合には３０％（ｗ／ｗ）以下の濃度で使用するのが好ましい。
【００４０】
一方，無水酢酸の使用量を最小限にするためには，反応液のｐＨを６．５〜７．０に調節するのが好ましい。
【００４１】
第１のタンク内にあるキトサン溶解液の反応原液を，所望の速度でインラインミキサに移送するとともに，ｐＨ調節剤として１０〜５０％（ｗ／ｖ）濃度の水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムを連続供給し，アセチル化剤として純度９０％以上の無水酢酸を，インラインミキサに連続供給する。その結果生じた反応液を第２のタンクに移送する。
【００４２】
アセチル化剤である無水酢酸は，原液をそのまま使用することができる。脱アセチル化度１００％のキトサンを基準として，アセチル化度１０％当たり純度１００％の無水酢酸を，反応原液の総量の３．０〜４．０％（ｗ／ｗ）濃度となるように一定の速度でインラインミキサに注入する。
【００４３】
産業的に生産するための反応所要時間は，流速が３０Ｌ／ｍｉｎの場合１，０００ｋｇの反応原液を処理するのに３０分〜４０分程度かかる。
【００４４】
キトサンの濃度が３％以上，或いはアセチル化度２０〜２５％以上までキトサンをアセチル化する場合には，１回のアセチル化反応で均一な結果を得るためにアセチル化度１％当たり流速を５％以上増加させるか，或いはアセチル化反応を２回以上に分けて再反応させることが好ましい。
【００４５】
ところが，粘度の低いキトサンオリゴ糖の場合，１００％のアセチル化反応時に，１回アセチル化反応比率の制限を置く必要はない。
【００４６】
アセチル化反応が完了した後，反応原液を１時間以上攪拌して安定化させる。次に，脱塩分子量３００ダルトン（ｄａｌｔｏｎ）以下の陽イオン交換膜と陰イオン交換膜付き電気透析器によって塩を除去した後，噴霧乾燥機で乾燥させてキトサンのアセチル化物を収得する。
【００４７】
低重合度のキトサンオリゴ糖の場合，２０％以上の濃度でもキトサン反応と同一の条件で所望のアセチル化度を得ることができた。
【００４８】
アセチル化反応中に生成された塩を除去するために，脱塩工程を行う。
【００４９】
従来の技術では，アルコールなどの有機溶媒を用いて沈殿，洗浄，乾燥過程を行っているが，原料の濃度が高い場合，脱塩効率を高めるためには原液量の数十倍に相当する量の溶媒を用いなければならない。このことが，廃有機溶媒の処理およびコスト問題が発生する原因となっている。
【００５０】
また，低重合度のキトサンオリゴ糖のような低分子キトサンまたは部分アセチル化キトサンの場合には，有機溶媒に溶解するかまたはコロイド状になるため，有機溶媒処理方法は産業的に好ましくない。
【００５１】
本発明では，効率的な脱塩のために分子量１００ダルトンまたは３００ダルトン以下の，イオン性塩（ｓａｌｔｓ）のみを脱塩させることが可能なイオン交換膜を選択して，効率的に脱塩および電気透析を行った。その結果，全ての反応生成物に対して９５％以上の脱塩効率を得ることができた。
【００５２】
電気透析器は，主に塩を生産するための脱塩装置として利用されており，各種有機物が混在している海水中の塩成分のみを脱塩させて精製塩を得ることができる。しかしこれに対し，本発明では，反応液中の不純塩を除去するために，電気透析器の塩精製原理を逆に用いる。
【００５３】
本発明によって製造されたキトサンの脱アセチル化度は，食品添加物工程試験法上のコロイド滴定法によって測定した。
【００５４】
以下，本発明を実施例，実験例および比較例によってさらに詳細に説明するが，これらが本発明の範囲を制限するのではないということは自明である。
【００５５】
（実施例１：キトサンの酢酸溶液を用いたアセチル化反応）
キトサン１％溶液の粘度が１５ｃｐｓで，脱アセチル化度が９０％のキトサン１００ｋｇを準備した。酢酸（９８％）を水に希釈して作った１．５％溶液２，０００ｋｇに，キトサン１００ｋｇを均一に溶解した。不溶物を濾過除去しながら，熱交換器を用いて溶液の温度を２０℃に低めて，キトサンの酢酸溶液（キトサンの濃度５％（ｗ／ｖ））を製造した。
【００５６】
図１および図２に示すように，第１のタンクにあるキトサンの酢酸溶液である反応原液を，３０Ｌ／ｍｉｎの流速でインラインミキサに通過させながら，３０％（ｗ／ｗ）の水酸化カリウム溶液をまず３４５ｇ／ｍｉｎの流速でインラインミキサに連続注入し，次に無水酢酸（９５％）を１０５ｇ／ｍｉｎの流速で連続注入した。この際，水酸化カリウムの注入量は，インラインミキサ内で，キトサンの酢酸溶液，水酸化カリウム溶液および無水酢酸が均一に混合された状態で，ｐＨ６．５に保たれるように調節した。インラインミキサを通過後，第２のタンク内で反応液を１時間攪拌した。
【００５７】
この反応液のキトサンの脱アセチル化度を測定した結果，脱アセチル化度が６９．４％であり，これは２０．６％のアセチル化反応が起こったことを示している。
【００５８】
この反応液を再びインラインミキサに通過させながら，前述した方法と同様の方法で，２回目のアセチル化反応を行った。インラインミキサを通過後，第２のタンク内で反応液を１時間攪拌した。その後，電気透析器を用いて，反応液中の残留塩を電気伝導度が０になるまで除去した。次に，その結果生じた溶液を噴霧乾燥させて，２回アセチル化されたキトサン粉末１０７ｋｇを得た。
【００５９】
製造された２回アセチル化されたキトサン粉末の，脱アセチル化度を測定した結果，４９．１％であり，これは１回アセチル化されたキトサンに対し２０．３％のアセチル化反応がさらに起こったことを示している。
【００６０】
（実施例２：キトサンの乳酸溶液を用いたアセチル化反応）
脱アセチル化度９０％のキトサンを溶解させるために実施例１で使用した酢酸の代りに，乳酸（９０％）を水に希釈して製造した２．５％溶液を使用したことを除いては，実施例１と同様の方法で実施した。
【００６１】
１回目のアセチル化反応では２０．０％のアセチル化反応が起こり，２回目のアセチル化反応では１９．７％のアセチル化反応がさらに起こったことがわかった。
【００６２】
実施例１と実施例２の結果から，キトサン溶解剤としての有機酸の種類によるアセチル化反応の差は，殆どまたは全くないことがわかった。
【００６３】
（実験例１：エチルアルコール濃度別溶解度の測定）
脱アセチル化度９０％のキトサン，実施例１で製造した２回アセチル化反応されたキトサン，および実施例２で製造した２回アセチル化反応されたキトサンのエチルアルコールに対する溶解度を測定して，その結果を図３に示した。
【００６４】
図３に示すように，脱アセチル化度９０％のキトサンは，エチルアルコールに殆ど溶解しなかった。実施例１および実施例２で製造したキトサンのアセチル化物は，エチルアルコール濃度５０％以下では殆ど溶解したが，アルコール濃度が５０％以上になると，濃度が高くなるほど溶解度が減少して，アルコール濃度９０％以上では殆ど溶解しなかった。
【００６５】
（実験例２：ｐＨ別溶解度の測定）
脱アセチル化度９０％のキトサン，実施例１で製造した２回アセチル化反応されたキトサン，および実施例２で製造した２回アセチル化反応されたキトサンのエチルアルコールに対するｐＨ別の溶解度を測定して，その結果を図４に示した。
【００６６】
図４に示すように，脱アセチル化度９０％のキトサンは，ｐＨ７以下の酸性領域では殆ど溶解したが，ｐＨ７付近では溶解度が急激に減少して，ｐＨ７以上の領域では殆ど溶解しなかった。実施例１および実施例２の２回アセチル化反応されたキトサンは，全てのｐＨ領域で殆ど溶解した。
【００６７】
また，実施例１と実施例２の２回アセチル化反応されたキトサンは，全ｐＨ領域で熱処理を行った後にでさえも凝集・沈殿現象が観察されなかった。
【００６８】
（実施例３：無水酢酸の投与量を変化させたアセチル化反応）
脱アセチル化キトサンをアセチル化反応させるとき，無水酢酸の投与量の増減によるアセチル化度の変化を知るために，次のような手順で実施した。
【００６９】
脱アセチル化度が８５％で１％溶液の粘度が１５ｃｐｓのキトサン２ｋｇを，乳酸（９０％）を水に希釈して製造した１％（ｗ／ｗ）溶液１００ｋｇに均一に溶解した。不溶物を濾過してキトサンの乳酸溶液を製造した。
【００７０】
キトサンの乳酸溶液を第１のタンクに注入し，それからインラインミキサに流速２５Ｌ／ｍｉｎで連続供給した。この際，インラインミキサ内の温度を３０℃以下に維持し，反応液のｐＨを５０％（ｗ／ｗ）の水酸化ナトリウム溶液で６．５〜７．０範囲内に調節し，０ｇ，１００ｇ，２００ｇ，３００ｇ，４００ｇ，５００ｇ，６００ｇ，７００ｇ，８００ｇの無水酢酸をそれぞれ２５ｇ／ｍｉｎの速度でインラインミキサに供給して，それによりキトサンをアセチル化反応させた。インラインミキサを通過後，第２のタンク内で反応液を１時間攪拌した。
【００７１】
その後，電気透析器を用いて，反応液中の残留塩を電気伝導度が０になるまで除去した。次に，その結果生じた溶液を噴霧乾燥させて，アセチル化されたキトサン粉末を得た。
【００７２】
各キトサンのアセチル化物の脱アセチル化度を測定して，その結果を下記比較例１，２，３の結果と共に表１および図５に示した。
【００７３】
表１および図５に示すように，キトサンのアセチル化物の脱アセチル化度は，無水酢酸の添加量に比例して減少したので，その反対用語であるキトサンのアセチル化物のアセチル化度は，無水酢酸の添加量に比例して増加した。
【００７４】
【表１】

【００７５】
（比較例１：ホモミキサを用いたアセチル化反応）
単一タンクでホモミキサを用いてキトサンのアセチル化反応実験を行った。脱アセチル化度が８５％で１％溶液の粘度が１５ｃｐｓのキトサン２ｋｇを，乳酸（９０％）を水に希釈して製造した１％（ｗ／ｗ）溶液１００ｋｇに均一に溶解した。不溶物を濾過してキトサンの乳酸溶液を製造した。
【００７６】
キトサンの乳酸溶液をホモミキサに入れた後，５０％（ｗ／ｗ）の水酸化ナトリウム溶液を反応液に対し１．０％（ｗ／ｗ）添加して，コロイド化させた。反応液の温度が３０℃を越えないように保って１２，０００ｒｐｍで攪拌しながら，無水酢酸（９５％）を所望の速度で徐々に添加した。この際，１００ｇ，２００ｇ，３００ｇ，４００ｇ，５００ｇ，６００ｇ，７００ｇ，８００ｇと異なった量の無水酢酸をそれぞれ添加した。
【００７７】
攪拌後，反応液を１時間安定させた。
【００７８】
その後，電気透析器を用いて反応液の残留塩を電気伝導度が０になるまで除去した。次に，その結果生じた溶液を噴霧乾燥させて，アセチル化されたキトサン粉末を得た。
【００７９】
各キトサンのアセチル化物の脱アセチル化度を測定して，その結果を実施例３および比較例２，３の結果と共に表１および図５に示した。
【００８０】
表１に示すように，単一タンクでホモミキサを用いたキトサンのアセチル化反応の場合，その結果より，アセチル化度が実施例３に比べて非常に低いことがわかった。
【００８１】
（比較例２：無水酢酸をまず添加したアセチル化反応）
特開平７−９０００５号公報に開示されているように，攪拌中に無水酢酸（９５％）をまず添加し，３０分間安定させた。その後，１０％（ｗ／ｖ）の水酸化カリウム溶液で中和させたことを除いては，反応液を比較例１と同様に扱い，その結果を表１および図５に示した。
【００８２】
表１に示すように，無水酢酸をまず添加したアセチル化反応の場合，その結果より，アセチル化度が実施例３に比べて非常に低いことがわかった。
【００８３】
（比較例３：アルカリ処理を行っていないアセチル化反応）
特開平１０−７２５０２号公報に開示されている，最も良好な結果を示した実施例５のように，無水酢酸をアセトンで９．２倍希釈して８０ｍＭｏｌ／ｍｉｎの流速で添加し，アルカリ処理を行っていないことを除いては比較例１の手順を繰り返した。
【００８４】
表１に示すように，アルカリ処理を行っていないアセチル化反応の場合，その結果より，アセチル化度が実施例３に比べて非常に低いことがわかった。
【００８５】
（実施例４：キトサンオリゴ糖のアセチル化反応）
脱アセチル化度９０％のキトサンを準備した。酢酸（９８％）を水に希釈して作った３．０％の酢酸溶液１，０００ｋｇに，キトサン１００ｋｇを均一に溶解させた。Ｓｉｇｍａ社で販売されているキトサン分解酵素であるキトサナーゼ（ｃｈｉｔｏｓａｎ−Ｎ−ａｃｅｔｙｌ−ｇｌｕｃｏｓａｍｉｎｏｈｙｄｒｏｌａｓｅＥＣ３，２，１１３２）５０，０００ユニットを添加して，１０時間キトサンを分解させた。不溶物を濾過除去しながら，熱交換器を用いて９０℃で酵素を不活性化させた。さらに熱交換器を用いて溶液の温度を２０℃に低めて，キトサンオリゴ糖溶液（キトサンオリゴ糖の濃度１０％（ｗ／ｗ））を製造して反応原液として用いた。
【００８６】
図１および図２に示すように，第１のタンク内のキトサンオリゴ糖の希釈されていない反応原液を，３０Ｌ／ｍｉｎの流速でインラインミキサに通過させながら，第２のタンクに移送した。この時，インラインミキサに５０％（ｗ／ｖ）の水酸化ナトリウム溶液をまず２８０ｇ／ｍｉｎの速度で連続注入し，次に無水酢酸（９５％）を３００ｇ／ｍｉｎの速度で連続注入した。この際，水酸化ナトリウムの注入量は，キトサンオリゴ糖の反応原液，水酸化ナトリウム溶液および無水酢酸が均一に混合された状態で，ｐＨ６．８に保たれるように調節した。インラインミキサを通過後，第２のタンク内の反応液を１時間攪拌した。
【００８７】
この反応液を１番タンクに移した後，再びインラインミキサを通過させながら，前述した方法と同様の方法でアセチル化反応させて２回アセチル化反応液を得た。
【００８８】
２回目の反応液を１番タンクに移した後，前述した方法と同様の方法で３回目のアセチル化反応を行った。３回アセチル化反応液の塩を除去した後乾燥させ，キトサンオリゴ糖のアセチル化物であるキチンオリゴ糖を得た。
【００８９】
製造されたキチンオリゴ糖のアセチル化度を測定した結果，アセチル化度は１００％であった。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明によって，無水酢酸の使用量を減らすことができて，製造コストが節減され，アセチル化反応を繰り返し行って，アセチル化度を高めることができ，無水酢酸の使用量を調節して，所望のアセチル化度のキトサンアセチル化物またはキチンオリゴ糖を得ることが可能なキトサンのアセチル化方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明のキトサンのアセチル化工程を示すフローチャートである。
【図２】インラインミキサ内への反応液注入の手順を示す図である。
【図３】キトサンと本発明によるキトサンアセチル化物の溶解度のエチルアルコール濃度による違いを示すグラフ図である。
【図４】キトサンと本発明によるキトサンアセチル化物の水溶液における溶解度のｐＨによる違いを示すグラフ図である。
【図５】無水酢酸の添加量による脱アセチル化度の変化を示すグラフ図である。
【図６】Ｄ−グルコサミンとＮ−アセチル−Ｄ−グルコサミンの構造およびこれらを重合単位とする多糖キトサンの構造を示す図である。

Claims

キチンを分解および脱アセチル化して製造された，キトサンまたはキトサンオリゴ糖を含む原料を提供し；
前記原料を酸に溶解して反応原液を製造し；
前記反応原液を第１のタンクに供給し；
内部温度が所望の温度以下に維持されたインラインミキサ内に，前記反応原液を連続供給しながら，まずｐＨ調節剤としてアルカリ溶液を前記インラインミキサに連続供給し，次にアセチル化剤として無水酢酸を前記インラインミキサに連続供給し，各反応物質の供給速度を調節することにより，反応液のｐＨを６．０〜８．０に維持しながら反応させ；
前記反応液を第２のタンクに移送し；
第２のタンク内の前記反応液を１〜１．５時間攪拌し；
前記反応液中の残留塩を除去し；
前記反応液を乾燥させることによりアセチル化粉末を生成する；
ことを特徴とする，キトサンのアセチル化方法。
キトサンの溶解剤として使用される酸が，有機酸であることを特徴とする，請求項１に記載のキトサンのアセチル化方法。
インラインミキサ内の所望温度が，３０℃以下であることを特徴とする，請求項１に記載のキトサンのアセチル化方法。
反応液のｐＨが，６．５〜７．０であることを特徴とする，請求項１に記載のキトサンのアセチル化方法。
残留塩の除去には，電気透析器を用いることを特徴とする，請求項１に記載のキトサンのアセチル化方法。
請求項１に記載の方法によって製造された，アセチル化物。
キチンを分解および脱アセチル化して製造された，キトサンまたはキトサンオリゴ糖を含む原料を提供し；
前記原料を酸に溶解して反応原液を製造し；
前記反応原液を第1のタンクに供給し；
内部温度が所望の温度以下に維持されたインラインミキサ内に，前記反応原液を連続供給しながら，まずｐＨ調節剤としてアルカリ溶液を前記インラインミキサに連続供給し，次にアセチル化剤として無水酢酸を前記インラインミキサに連続供給し，各反応物質の供給速度を調節することにより，反応液のｐＨを６．０〜８．０に維持しながら反応させ；
前記反応液を第２のタンクに移送し；
前記第２のタンク内の前記反応液を１〜１．５時間攪拌し，１回アセチル化された反応液を生成し；
１回アセチル化された反応液を第１のタンクに移送し；
内部温度が３０℃以下に維持されたインラインミキサ内に，前記１回アセチル化された反応液を連続供給しながら，まずアルカリ溶液を前記インラインミキサに連続供給し，次に無水酢酸を前記インラインミキサに連続供給し，各反応物質の供給速度を調節することにより，反応液のｐＨを６．０〜８．０に維持しながら２回目の反応をさせ；
２回アセチル化された反応液を第２のタンクに移送し；
前記第２のタンク内の前記２回アセチル化された反応液を１〜１．５時間攪拌し；
電気透析器を用いて前記２回アセチル化された反応液中の残留塩を除去し；
前記残留塩が除去された反応液を乾燥させることによりアセチル化粉末を生成する；
ことを特徴とする，キトサンのアセチル化方法。
請求項７記載の方法によって製造された，アセチル化物。
キチンを分解および脱アセチル化して製造された，キトサンまたはキトサンオリゴ糖を含む原料を提供し；
前記原料を酸に溶解して，反応原液を製造し；
前記反応原液を第１のタンクに供給し；
内部温度が所望の温度以下に維持されたインラインミキサ内に，前記反応原液を連続供給しながら，まずｐＨ調節剤としてアルカリ溶液を前記インラインミキサに連続供給し，次にアセチル化剤として無水酢酸を前記インラインミキサに連続供給し，各反応物質の供給速度を調節することにより，反応液のｐＨを６．０〜８．０に維持しながら反応させ；
前記反応液を第２のタンクに移送し；
第２のタンク内の前記反応液を１〜１．５時間攪拌し；
前記反応液を乾燥させることによりアセチル化粉末を生成する；
ことを特徴とする，キトサンのアセチル化方法。