JP2006152108A

JP2006152108A - 魚類コラーゲン組成物及びその製造方法

Info

Publication number: JP2006152108A
Application number: JP2004344063A
Authority: JP
Inventors: Kenji Nakamura; 憲司中村; Momoki Nakagawa; 百樹中川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-11-29
Filing date: 2004-11-29
Publication date: 2006-06-15

Abstract

【課題】コラーゲン再生能に優れ、化粧品、皮膚外用剤や健康食品として美容と健康に寄与する加水分解コラーゲン組成物の提供。
【解決手段】魚鱗、魚皮又は魚骨より選ばれた原料素材を水洗、乾燥、破砕した後の工程として、ドデシールサルフェートナトリウム、グアニジン塩酸塩又は尿素より選ばれた１種類を溶解した液に浸漬する工程、又は水に浸漬して超音波を照射する工程のいずれかの工程の後に、温度を110℃〜150℃に加熱して加水分解コラーゲンを抽出し、チーズクロスで濾過、遠心脱水、ゲル濾過の工程を経てコラーゲン組成物を製造する。
【選択図】なし

Description

本発明は、魚鱗、魚皮又は魚骨より水熱反応により抽出された、コラーゲン再生能に優れ、且つ、化粧品、皮膚外用剤又は健康食品として美容と健康に寄与する加水分解コラーゲン組成物及びその製造方法に関する。
さらに詳しくは、本発明は、加水分解コラーゲンのＮ−末端のアミノ酸が70％以上グリシンよりなり、分子量が50,000以下の水溶性であり、ペプチド鎖を切断してもコラーゲンの基本構造であるグリシン−Ｘ−Ｙ−（Ｘ，Ｙ，アミノ酸）という３残基構造を保全することにより、コラーゲンの再生能に優れる加水分解コラーゲン組成物及びその製造方法に関する。

従来から、コラーゲンを加水分解して加水分解コラーゲンとして抽出することは公知であり、例えば、魚鱗、魚皮又は魚骨を原料として加水分解コラーゲンを得るには、(A)酸で加水分解する方法、(B)酵素で処理する方法、(C)臨界水の水熱反応による方法が代表的なものとして知られる。
上記(A)酸加水分解法は、特開平０５−０９３０００号公報（特許文献１）にあるが、魚鱗を10％食塩水で洗浄して、エチレンジアミン４酢酸４ナトリウムで４〜５℃で48時間処理をして脱灰処理を行い、次いで有機酸又は無機酸を用いてPH２〜４の水溶液に４〜５℃で36〜48時間浸漬して、遠心脱水により加水分解コラーゲン溶液を回収する方法である。

上記酸加水分解法によるペプチド鎖の切断部位は、−グリシン、−Ｘ、−Ｙの各所で各33％程度の確率で切断され、コラーゲンの基本の３残基構造はバラバラに破壊されるので、コラーゲン再生能は低いものになる。上記方法では、酸として有機酸を使用するが、有機酸ではコラーゲンの分解力が低く、過大のエネルギーが必要であり、脱酸工程でも費用負担が多くかかる。塩酸は、分解力に優れているが、分解力が強すぎて基本構造の保全には適さないし、塩酸の濃度によりグリセロール及びその脂肪酸エステルと塩酸が反応して人体に有害とされるChlorhydrinが生成することもあり、十分の注意の必要なことが問題である。

上記(B)酵素分解法は、特開平０５−１２５１００号公報（特許文献２）に開示されており、脱灰処理をした後にペプシン酵素を用いて酵素加水分解をしてコラーゲン加水分解物を抽出する方法である。また、特開２００１−２１１８９５号公報（特許文献３）では、魚類コラーゲンを0.6Ｎ塩酸で24時間処理をして脱灰した後に、プロテアーゼを用いて60℃で１時間処理することにより、活性酸素フリーラジカル消去活性を有するオリゴペプチド（重合度10以下のペプチド）を製造している。
上記酵素分解法では、酵素処理でオリゴ（平均重合度２〜５）に分解されるが、使用する酵素によってペプチド鎖の特定の部位が切断され、具体的には、グリシンの次のアミノ酸をＮ−末端とした切断が、50％以上となり、コラーゲンの基本構造であるグリシンより始まる３残基構造を保全することはできない。

また、(C)臨界水による水熱反応法は、特開平０９−２６８１６６号公報（特許文献４）で公知であるが、ここでは蛋白質を加水分解してアミノ酸を製造するのに、超臨界又は亜臨界状態（温度300〜400℃、圧力221〜1000気圧、反応時間１〜40秒）の水で水熱反応により加水分解をしている。上記(B)酵素法では、ペプチドの一定の結合しか切断されないが、この(C)水熱反応法では、臨界水中、酸加水分解におけるように全ての部位で切断されるので、ペプチド鎖の分解部位に偏りがなく、アミノ酸を得られるとしている。また、特開平１１−０９２５６４号公報（特許文献５）では、絹繭又は生糸を100℃以上130℃以下の温度で、尿素水溶液を用いて５分程度の熱水処理を行い、カラムクロマトグラフィー法によって分子量が200,000の加水分解セリシンを回収することも報告されている。

特開平０５−０９３０００号公報特開平０５−１２５１００号公報特開２００１−２１１８９５号公報特開平０９−２６８１６６号公報特開平１１−０９２５６４号公報

従来、魚鱗、魚皮、魚骨に含有するコラーゲンを加水分解して加水分解コラーゲンとして抽出することは知られている。しかし、加水分解によるペプチド鎖の切断によりコラーゲンの基本構造が破壊されてコラーゲンの再生能は低い。ヒトに用いてしわの回復や肌の張りの改善、筋肉・関節に有効を得るには、コラーゲンの再生が必要な要件である。コラーゲンは、グリシン−Ｘ−Ｙ−（Ｘ，Ｙ，アミノ酸）という３残基よりなる基本構造であり、コラーゲンの再生にはグリシンより始まる３残基の基本構造が保全されていることが有効である。

しかしながら、従来、(A)酸加水分解法では、ペプチド鎖の各部位で切断されて３残基の基本構造が破壊されており、グリシン、Ｘ、Ｙ、でいずれの部位でも切断されて基本構造はバラバラに破壊されることとなる。また、(B)酵素処理法では、Ｎ−末端のアミノ酸はグリシンでなく次のアミノ酸である確率が40〜50％であって、酵素の選定でその切断率は変動するが、Ｎ−末端を高率にグリシンとすることは困難である。さらに、(C)臨界水の水熱反応法では、酸加水分解におけるように全ての部位で切断されるのでバラバラに破壊されるという問題があり、上記何れの方法によっても、コラーゲン再生能は低い。
そこで、本発明では、コラーゲンを加水分解しても３残基の基本構造を保全することにより、従来の問題点を解決してコラーゲン再生能に優れた加水分解コラーゲンを提供するものである。

本発明のコラーゲン組成物は、加水分解コラーゲンのＮ−末端のアミノ酸が70％以上グリシンであり、コラーゲンの基本構造の３残基をほぼ保全されているので、優れたコラーゲンの再生能が得られる。生体内で機能しているコラーゲンの分子量は30万〜40万のポリペプチドであるが、本発明のコラーゲン組成物では、生体に吸収をよくするために水溶性として用いることを要件としており、分子量を50,000以下にして水溶性とするものである。

本発明の方法の基本的な特徴は、魚鱗、魚皮又は魚骨より選ばれた原料素材を、水洗、乾燥、破砕して、ドデシールサルフェートナトリウム、グアニジン塩酸塩又は尿素より選ばれた１種類を溶解した液に浸漬し、超音波発信器により超音波を照射して、温度110℃以上150℃以下で加水分解コラーゲンを抽出することである。

すなわち、本発明は、下記の要件により構成されている。
〔１〕コラーゲンペプチドの分子量が70,000以下の水溶性で、Ｎ−末端のアミノ酸が70％以上グリシンよりなり、かつコラーゲンの３残基の基本構造を保全されてなる、コラーゲン再生能に優れた魚類加水分解コラーゲンを0.1重量％以上含有することを特徴とするコラーゲン組成物。
〔２〕魚鱗、魚皮又は魚骨より選ばれた原料素材を水洗、乾燥、破砕した後の工程として、ドデシールサルフェートナトリウム、グアニジン塩酸塩又は尿素より選ばれた１種類を溶解した液に浸漬する工程、又は水に浸漬して超音波を照射する工程のいずれかの工程の後に、温度を110〜150℃に加熱して加水分解コラーゲンを抽出し、濾過することを特徴とする上記〔１〕に記載のコラーゲン組成物の製造方法。
〔３〕110〜150℃の温度範囲内で、時間を調節することによって、所望の分子量を得ることを特徴とする〔２〕に記載のコラーゲン組成物の製造方法。
〔４〕上記ドデシールサルフェートナトリウム、グアニジン塩酸塩又は尿素より選ばれた１種類を溶解した液にさらに追加的に酸を使用することにより、低分子化することを特徴とする〔２〕又は〔３〕に記載のコラーゲン組成物の製造方法。
〔５〕化粧品、皮膚外用剤又は健康食品に使用することを特徴とする［１］に記載のコラーゲン組成物。

上記溶液に予め溶解しておくドデシールサルフェートナトリウム、グアニジン塩酸塩又は尿素の使用目的は、コラーゲンの水素結合を弱めて化学的手法で生体成分に吸着からの離脱分離を容易にするものである。超音波の照射は、物理的手法で生体成分に吸着からの離脱分離を容易にするもので、処理液を110℃にまで加熱を行うのがコラーゲンの抽出に有効である。
この結果、加水分解時にコラーゲンの基本構造の破壊を少なくすることができる。尿素等の使用量は、0.5〜５モル／Ｌが好ましく、それ以上の濃度では蛋白質の変性を生ずる。添加した成分はゲル濾過により分離する。

本発明方法においては、110〜150℃で水熱反応によりコラーゲンを加水分解するが、110℃では10時間程度の処理を行い、150℃で処理すると、この処理時間が短縮される。上記110℃〜150℃の温度範囲内で、時間を調節することによって、使用目的に適合する分子量とすることができる。また、加水分解コラーゲンを抽出し、濾過して得られる濃度は、使用目的にもよるが、0.1〜10.0重量％程度の範囲のものが適当である。
また、低分子量とするには、グアニジン等に加えて酸を使用すると、通常の酸加水分解法に比して使用する酸の濃度を１／10程度に低下できる。例えば、酸分解法において、１Ｎ塩酸使用しているとすると、これを0.1Ｎ塩酸とすることができる。

本発明において得られる分子量50,000〜10,000のコラーゲン組成物は、皮膚のスキンケア用に適する。体内に吸収のよいタイプとしては、分子量200〜3,000が好ましく、化粧品、皮膚外用剤又は健康食品の目的に合わせて分子量を設定して0.1重量％以上の含有により美容健康効果が発揮される。一度に多量用いても効果はなく、皮膚外見上の効果としては、皮膚のしわの回復、肌の張りが向上するという効果がある。抽出液は、チーズクロスにより濾過して遠心脱水によりカルシウム含有成分と分離してゲル濾過により精製するか、フィルタープレスで濾過するかにする。このようにして得られた加水分解コラーゲンを使用目的に合わせて成分濃度を調節して用いる。外用剤としても健康食品としても0.1重量％以上で効果が得られ、肌のしわ、たるみの改善が得られる。ヘアケアとして用いて頭髪のダメージの回復に有効である。

魚鱗、魚皮又は魚骨は、採取して直ちに水洗して乾燥することが肝要である。乾燥までに時間をかけると、臭いが発生する。乾燥後は破砕してコラーゲンの抽出を容易にし、超音波の照射は110℃までの処理液の加熱に行い、110〜150℃の加水分解時には必ずしも必要としない。これによりコラーゲンの損傷を低減する。
原料素材について具体的に説明する。魚鱗としては、「いとよりだい」、「ひめじ」「わにえそ」等の鱗が多量の入手可能で本発明の原材料として適するが、他の魚の鱗も十分使用できる。魚皮としては、鮫の皮、うなぎの皮より効率的にコラーゲンが得られる。魚骨では、コラーゲン成分以外にコンドロイチンを同時に回収することができる。臭気を有する原料は、水熱反応時にハイシリカタイプのゼオライトを添加して脱臭を同時に行うのが適当である。

「いとよりだい」の鱗を水洗乾燥して破砕して原料とした。加水分解条件を表１の如くにした。超音波の照射については、鱗量１kgを処理液10Lに浸漬し、加熱しながら100℃に至るまで周波数20KHz、出力2200Ｗの超音波発信器により超音波を照射して高温の水熱反応を行った。
水熱反応後は、チーズクロスで濾過、遠心脱水、ゲル濾過により加水分解コラーゲンを得た。
処理液、処理温度、時間を変えて同様の処理を行う。
なお、比較例として、本発明外の処理液である１Ｎ塩酸（比較例１）、アルカラーゼ0.2重量％液（比較例２）及び水（比較例３）を用いた。
各処理条件によって得られたコラーゲン組成物の平均分子量、Ｎ−末端のアミノ酸の測定結果を表１に示す。

[総括]
実施例１では、Ｎ−末端Glyがそれぞれ82％、78％、80％、75％であり、コラーゲンの基本構造がほぼ保全されているのに対して、比較例１〜３では、それぞれＮ−末端Glyが30％、43％、35％となっており、コラーゲンの基本構造の損傷が大きいことが確認できた。

実施例及び比較例の加水分解コラーゲンを用いて線維芽細胞へのコラーゲン再生作用の比較を培養試験により測定した結果を表２に示す。
試験方法は、１μmol/Lアスコルビン酸を含有する５％線維芽細胞に、30μg/mLの加水分解コラーゲンを添加し、３日間培養した。
培養上清中に分泌したコラーゲンの産生量をELISA法により測定した。

[総括]
表２からみて、本発明の加水分解コラーゲンはコラーゲンの再生機能に優れていることが明らかであることが確認できた。

Claims

コラーゲンペプチドの分子量が70,000以下の溶性で、Ｎ−末端のアミノ酸が70％以上グリシンよりなり、かつコラーゲンの３残基の基本構造が保全されてなる、コラーゲン再生能に優れた魚類加水分解コラーゲンを0.1重量％以上含有することを特徴とするコラーゲン組成物。
魚鱗、魚皮又は魚骨より選ばれた原料素材を水洗、乾燥、破砕した後の工程として、ドデシールサルフェートナトリウム、グアニジン塩酸塩又は尿素より選ばれた１種類を溶解した液に浸漬する工程、又は水に浸漬して超音波を照射する工程のいずれかの工程の後に、温度を110〜150℃に加熱して加水分解コラーゲンを抽出し、濾過することを特徴とする請求項１に記載のコラーゲン組成物の製造方法。
110〜150℃の温度範囲内で、時間を調節することによって、所望の分子量とすることを特徴とする請求項２に記載のコラーゲン組成物の製造方法。
上記ドデシールサルフェートナトリウム、グアニジン塩酸塩又は尿素より選ばれた１種類を溶解した液にさらに追加的に酸を使用することにより、低分子化することを特徴とする請求項２又は３に記載のコラーゲン組成物の製造方法。
化粧品、皮膚外用剤又は健康食品に使用することを特徴とする請求項１に記載のコラーゲン組成物。