JP2007314458A

JP2007314458A - コラーゲン抽出方法

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Publication number: JP2007314458A
Application number: JP2006145160A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Takahashi; 祐介高橋; Makoto Noguchi; 誠野口
Original assignee: TOTTORI INST OF IND TECHNOLOGY; Tottori Institute of Industrial Technology
Current assignee: TOTTORI INST OF IND TECHNOLOGY; Tottori Institute of Industrial Technology
Priority date: 2006-05-25
Filing date: 2006-05-25
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2026-05-25
Also published as: JP5097875B2

Abstract

【課題】収率良く質の高いコラーゲンを簡易に得ることができるコラーゲンの抽出方法を提供することを目的とする。
【解決手段】魚鱗から得た粗コラーゲンを２．５g計量し、当該計量した粗コラーゲンに濃度３０％の過酸化水素水を２５ml加え、２０℃〜２５℃の室温にて１６時間経過させた。次に、過酸化水素水と粗コラーゲンとの混合物に濃度０．０２Nの酢酸を２００ml加え、その状態で７２時間経過させた。その後、過酸化水素水、粗コラーゲンおよび酢酸の混合物を回転数１０００rpmで１０分間遠心分離を行うことにより、不溶性成分を除去した。さらに、その混合物を透析することにより、過酸化水素、酢酸といった低分子成分を除去し、次いで、凍結乾燥を行った。その結果、１．５３gのコラーゲンを得た。すなわち、収率は６１．２％であった。
【選択図】なし

Description

この発明は、コラーゲン抽出方法に関し、特に、収率良く質の高いコラーゲンを簡易に得ることができるコラーゲンの抽出方法に関する。

従来、コラーゲン含有組織から様々な方法でコラーゲンが抽出されている。抽出されたコラーゲンは、たとえば、食品や化粧品に添加され、これらはコラーゲン含有製品として市場に供給される。

このようなコラーゲン含有組織は、以前は主に牛などを原料としていた。しかし、近年、いわゆる狂牛病が各地で発生していることから牛を原料とした製品が敬遠される傾向があり、牛以外の原料からコラーゲン含有組織を得る必要も生じている。

そこで、近年、コラーゲン含有組織を得るための牛以外の原料として魚類が用いられており、特に、魚鱗や魚皮が用いられている。具体的な製品としては、現在、魚から抽出したコラーゲンを配合した食品が「フィッシュコラーゲン」として市場に出回っている。

魚からコラーゲンを抽出する方法としては、魚鱗や魚皮を熱水で煮出してコラーゲンを抽出する方法もあるが、このような方法では、コラーゲン繊維が変形したり分解したりしてしまい、抽出されるコラーゲンの質が低いものとなってしまう。そこで、魚から質の高いコラーゲンを抽出すべく様々な方法が検討されている（たとえば、特許文献１および特許文献２参照）。
特開平０５−９３０００号公報特開２００３−３２７５９９号公報

しかしながら、従来の技術では以下の点で問題があった。
特許文献１に記載の方法は、魚鱗から粗コラーゲンを生成し、当該生成した粗コラーゲンを酸性水溶液中に浸漬させせることによりコラーゲンを抽出するものである。この方法においては各工程を１５℃以下の低温で行っており、これにより、コラーゲンが変形や分解等せずに質の高いコラーゲンを得ることができる。
具体的には、特許文献１では、生成した粗コラーゲン（粗魚鱗コラーゲン）に４℃〜５℃の酢酸水溶液を加えて３６時間〜４８時間経過させてコラーゲンを抽出している。そして、この抽出工程を３回繰り返している。その結果、粗コラーゲンに対して最終的に得られたコラーゲンの収率が約６．６％となっている。このように、この方法によると質の高いコラーゲンを得ることができるが、抽出工程を複数回行うという手間があるにもかかわらず収率が悪いため、実際の生産には不向きであるという問題点がある。

また、特許文献２に記載の方法は、酵素を用いてコラーゲンの抽出を行う酵素処理を行っており、これにより、コラーゲンを収率よく抽出することができる。
具体的には、まず、粗コラーゲン（前処理済み魚鱗）を塩酸中に浸漬して膨張させた後に破砕し、当該破砕した粗コラーゲンに蛋白質分解酵素であるペプシンを加えて２４時間経過させる。その後、遠心分離により上澄み液と沈殿物とに分離し、沈殿物に対しては上記処理を繰り返し行い、合計でペプシンを加える処理を３回行っている。その結果、粗コラーゲンに対して最終的に得られたコラーゲンの収率が約７０．０％となっている。なお、この場合の収率は、処理工程を３回繰り返し行った後の合計の収率であり、１回の処理工程のみを行った場合の収率は依然として低いものであった。このように、この方法によると収率良くコラーゲンを抽出することもできるが各工程を繰り返し行わなければならないため、全体として煩雑な方法であり、また、各工程を一回行うのみでは収率が低いといった問題点がある。

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、収率良く質の高いコラーゲンを簡易に得ることができるコラーゲンの抽出方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載のコラーゲンの抽出方法は、コラーゲン含有組織からコラーゲンを抽出する方法であって、コラーゲン含有組織に対して前処理を行って粗コラーゲンを生成する粗コラーゲン生成工程と、前記粗コラーゲン生成工程により生成された粗コラーゲンに対して酸化処理を施す酸化処理工程と、を含むことを特徴とする。

すなわち、請求項１にかかる発明は、粗コラーゲンに対して酸化処理を施すことで、粗コラーゲンをコラーゲンの抽出がしやすい状態にすることができる。より詳しくは、通常は、コラーゲン含有組織から生成された状態の粗コラーゲンは、粗コラーゲン分子同士の架橋構造により分子同士が強く結合しており、コラーゲンが抽出しにくい状態となっている。そこで、粗コラーゲンに対して酸化処理を施すことで、粗コラーゲン分子同士の架橋構造を除去することができ、粗コラーゲンから容易にコラーゲンを抽出することが可能となる。

また、その後は、たとえば、粗コラーゲンに酢酸等の酸性水溶液を添加することにより、酸性溶液にコラーゲンを溶解させて収率良くコラーゲンを抽出することができる。
また、このようにすることで、コラーゲンが変形や分解等しにくいため、質の高いコラーゲンを抽出することができる。ゆえに、簡易な方法でありながら、収率良く質の高いコラーゲンを得ることができる。

なお、粗コラーゲンに対して酸化処理を施すとは、広く粗コラーゲンを酸化させる状況に置くことを言い、その方法としては、たとえば、オゾン等の酸化剤を用いる方法や、電気分解を行う方法を挙げることができる。

また、請求項２に記載のコラーゲンの抽出方法は、請求項１に記載のコラーゲンの抽出方法において、前記酸化処理工程が、粗コラーゲンを過酸化水素を用いて処理する過酸化水素処理工程を含むことを特徴とする。

すなわち、請求項２にかかる発明は、過酸化水素を用いて粗コラーゲンを処理するので、特別な装置を導入することなく、処理液の入替えのみの簡便な作業にてコラーゲンを抽出することができる。

また、請求項３に記載のコラーゲンの抽出方法は、請求項２に記載のコラーゲンの抽出方法において、前記過酸化水素処理工程が、水温がコラーゲンの変性温度以下かつ０℃以上の２０％〜４０％過酸化水素水に粗コラーゲンを４時間〜９６時間浸漬させる工程を含むものであることを特徴とする。

すなわち、請求項３にかかる発明は、効率的な条件のもとで粗コラーゲンに過酸化水素処理を行うことができる。
なお、コラーゲンの変性温度は、たとえば、コラーゲンが魚由来のものの場合には約３０℃であり、コラーゲンが牛や豚由来のものの場合には約４０℃である。また、コラーゲン水溶液の凝固点は、約０℃である。また、過酸化水素水の水温は、２０℃〜２５℃であることが好ましい．

また、請求項４に記載のコラーゲンの抽出方法は、請求項１〜３のいずれか一つに記載のコラーゲンの抽出方法において、前記コラーゲン含有組織が、魚類から得られる組織であり、前記粗コラーゲン生成工程が、コラーゲン含有組織を脱灰する脱灰工程を含むことを特徴とする。

すなわち、請求項４にかかる発明は、魚類からコラーゲンを抽出するので、牛に比べて需要を見込むことができるコラーゲンを抽出することができる。
また、コラーゲン含有組織を脱灰して粗コラーゲンを生成するので、質の高い粗コラーゲンを得ることができる。なお、脱灰するとは、広くカルシウム成分を除去することを言う。より詳しくは、魚類から得られるコラーゲン含有組織には、カルシウムが多く含まれており、このままの状態でコラーゲンを抽出すると不純物が混入しやすく抽出するコラーゲンの質が悪くなり、また、収率も悪くなってしまう。そこで、コラーゲン含有組織からカルシウム成分を除去して粗コラーゲンを生成することで、収率良く質の高い粗コラーゲンを得ることができる。

なお、魚類から得られるコラーゲン含有組織としては、魚鱗や魚皮等を挙げることができる。たとえば、魚鱗は、その成分の約５０％がカルシウム成分であり、残りの約５０％がたんぱく質である。そして、そのたんぱく質の約４０％がコラーゲンである。そのため、脱灰してカルシウム成分を除去することで、余分な成分を除去して質の高い粗コラーゲンを得ることができる。

なお、脱灰する方法としては、コラーゲン含有組織を水酸化ナトリウム水溶液に浸漬してアルカリ処理する工程と、アルカリ処理した後のコラーゲン含有組織を塩酸溶液に浸漬して塩酸処理する工程とを含む方法を挙げることができる。このようにすることで、コラーゲン含有組織を良好に脱灰することができる。

以上のように、本発明（請求項１）によれば、簡易な方法でありながら、収率良く質の高いコラーゲンを得ることができる。本発明（請求項２）によれば、簡便な作業工程にてコラーゲンを抽出することができる。本発明（請求項３）によれば、効率的な条件のもとで粗コラーゲンに過酸化水素処理を行うことができる。本発明（請求項４）によれば、牛に比べて需要を見込むことができるコラーゲンを抽出することができる。

以下、実施例および比較例により本発明を具体的に説明する。
本発明においては、原料として魚鱗を用い、特に、魚としてテラピアを用いた。
また、魚鱗を脱灰する工程としてアルカリ処理および塩酸処理を行った。このうち、アルカリ処理として魚鱗を水酸化ナトリウム水溶液に浸漬した。また、塩酸処理として魚鱗を塩酸溶液に浸漬した。また、魚鱗から得た粗コラーゲンを酸化処理する工程として、粗コラーゲンに過酸化水素水を加えた。

なお、原料は魚鱗に限らず広くコラーゲン含有組織を含むものを用いることができる。たとえば、テラピア以外の魚を用いることもできるし、さらに、原料とする部分を魚皮とすることもできる。
また、魚鱗を脱灰する方法はカルシウムを除去するものであれば良く、アルカリ処理および塩酸処理を行うものに限られない。

（実施例１）
乾燥したテラピアの魚鱗１００gを濃度０．１Nの水酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、水温を１０℃に保って２４時間攪拌した。その後、魚鱗を水酸化ナトリウム水溶液から取出し、洗浄液が濁らなくなるまで魚鱗を洗浄した。

洗浄した魚鱗を濃度１％の塩酸溶液に浸漬し、塩酸溶液の水温を１０℃に保って１６時間攪拌した。その後、魚鱗を塩酸溶液から取出し、洗浄液が濁らなくなるまで魚鱗を洗浄した。
そして、洗浄した魚鱗をホモジナイザーを用いて粉砕した。粉砕した魚鱗を凍結乾燥することにより、５０ｇの「粗コラーゲン」を得た。

上記のようにして得られた粗コラーゲンを２．５g計量し、当該計量した粗コラーゲンに濃度３０％の過酸化水素水を２５ml加え、２０℃〜２５℃の室温にて4時間、7時間、および１６時間経過させた。
次に、コラーゲンを抽出するために過酸化水素水と粗コラーゲンとの混合物に濃度０．０２Nの酢酸を２０ml加え、その状態で７２時間経過させた。

その後、過酸化水素水、粗コラーゲンおよび酢酸の混合物を回転数１０００rpmで１０分間遠心分離を行うことにより、不溶性成分を除去した。さらに、その混合物を透析することにより、過酸化水素、酢酸といった低分子成分を除去し、次いで、凍結乾燥を行った。
その結果、過酸化水素水を加えた後の経過時間が４時間の場合の収率が３６％、７時間の場合の収率が３９％、１６時間の場合の収率が６１．２％となった。
これより、粗コラーゲンに過酸化水素水を加えた後の経過時間は４時間〜１６時間が効率的であることが確認できた。

（実施例２）
実施例１と同様の方法で得た粗コラーゲンを２．５g計量し、当該計量した粗コラーゲンに濃度１０％または２０％の過酸化水素水を２５ml加え、２０℃〜２５℃の室温にて4時間、7時間経過させた。
次に、コラーゲンを抽出するために過酸化水素水と粗コラーゲンとの混合物に濃度０．０２Nの酢酸を２０ml加え、その状態で７２時間経過させた。

その後、過酸化水素水、粗コラーゲンおよび酢酸の混合物を回転数１０００rpmで１０分間遠心分離を行うことにより、不溶性成分を除去した。さらに、その混合物を透析することにより、過酸化水素、酢酸といった低分子成分を除去し、次いで、凍結乾燥を行った。
その結果、１０％過酸化水素水にて４時間処理を行ったものの収率が２．５％、７時間のものは３．５％であった。２０％過酸化水素水にて４時間処理を行ったものの収率が８％、７時間の場合の収率が１０．５％となった。
これより、２０％過酸化水素による酸化処理によってもコラーゲン抽出効率が向上することが確認できた。

（実施例３）
実施例１と同様の方法で得た粗コラーゲンを２．０g計量し、当該計量した粗コラーゲンに濃度３０％の過酸化水素水を１５ml加え、２０℃〜２５℃の室温にて１６時間経過させた。
次に、過酸化水素水と粗コラーゲンとの混合物に濃度０．０２Nの酢酸を２０ml加え、その状態で７２時間経過させた。

その後、過酸化水素水、粗コラーゲンおよび酢酸の混合物を回転数１０００rpmで１０分間遠心分離を行うことにより、不溶性成分を除去した。
次いで、より収率良くコラーゲンを得るために、この混合物に水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを７．５とし、さらに、回転数１０００rpmで１０分間遠心分離を行うことにより、コラーゲンを沈殿させた。

そして、この混合物を濃度０．５０Ｎの酢酸に投入して溶解し、その後、透析することにより低分子成分を除去し、次いで、凍結乾燥を行った。
その結果、１．３８gのコラーゲンを得た。すなわち、収率は６９．０％であった。

（比較例１）
実施例１と同様の方法で得た粗コラーゲンを２．５g計量し、当該計量した粗コラーゲンに、たんぱく質分解酵素であるペプシンの濃度が０．１％であり、酢酸の濃度が０．０１Ｎである溶液を２５ml加え、さらに、水温を１０℃に保って７２時間経過させた。

その後、粗コラーゲン、ペプシンおよび酢酸の混合物を回転数１０００rpmで１０分間遠心分離を行うことにより、不溶性成分を除去した。さらに、その混合物を透析することにより、低分子成分を除去し、次いで、凍結乾燥を行った。
なお、比較例１は、本件発明の方法と従来技術の方法とを分かりやすく比較するため、特許文献２に記載の方法を参考にして行った。また、特許文献２によれば、各工程を複数回繰り返す方法が記載されているが、比較例１においては比較の便宜上、各工程を一回のみ行った。

その結果、０．１２gのコラーゲンを得た。すなわち、収率は４．８％であった。
これより、実施例１および実施例２と比較例１とを比較すると、過酸化水素処理を行った実施例１および実施例２の収率が、比較例１の収率に比べて高いことが確認できた。すなわち、同一時間で処理を行う場合には実施例１および実施例２の方法が比較例１の方法よりもコラーゲンを多く抽出でき、同一の量のコラーゲンを抽出する場合には実施例１および実施例２の方法が比較例１の方法よりも工程が少なく簡易な方法であることが確認できる。換言すれば、特許文献２にならってペプシンを用いて本願方法と比較できるように実験を構築した比較例１よりも、本願方法が遥かに効率的であることが確認できたと言える。

（実施例４）
実施例２と同様の方法において、粗コラーゲンに過酸化水素水を加えた後の経過時間を種々に変更して測定結果を得た。過酸化水素水を加えた後の経過時間は、１６時間、２４時間、４８時間、７２時間、９６時間および２週間の６種類として、それぞれの測定結果を得た。また、過酸化水素水は３４％のものを４５ml用いた。また、過酸化水素水の水温は１０℃に保った。

その結果、経過時間が１６時間の場合の収率が２４．４％となり、経過時間が２４時間の場合の収率が２３．５％となり、経過時間が４８時間の場合の収率が３６．０％となり、経過時間が７２時間の場合の収率が３９．０％となり、経過時間が９６時間の場合の収率が４３．５％となり、経過時間が２週間の場合の収率が５３．０％となった。

これより、粗コラーゲンに過酸化水素水を加えた後の経過時間は、１６時間〜９６時間、特に、１６時間〜４８時間が効率的であることが確認できた。すなわち、実施例１の結果を併せれば、粗コラーゲンに過酸化水素水を加えた後の経過時間は、４時間〜９６時間が効率的であり、特に１６時間〜４８時間が効率的であるといえる。
また、約４０％過酸化水素による酸化処理によってもコラーゲン抽出効率が向上することが確認できた。

本発明は、魚鱗からコラーゲンを抽出する方法のみならず、広くコラーゲン含有組織からコラーゲンを抽出する方法として利用することができる。

Claims

コラーゲン含有組織からコラーゲンを抽出する方法であって、
コラーゲン含有組織に対して前処理を行って粗コラーゲンを生成する粗コラーゲン生成工程と、
前記粗コラーゲン生成工程により生成された粗コラーゲンに対して酸化処理を施す酸化処理工程と、
を含むことを特徴とするコラーゲン抽出方法。
前記酸化処理工程は、粗コラーゲンを過酸化水素を用いて処理する過酸化水素処理工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のコラーゲン抽出方法。
前記過酸化水素処理工程は、水温がコラーゲンの変性温度以下かつ０℃以上の２０％〜４０％過酸化水素水に粗コラーゲンを４時間〜９６時間浸漬させる工程を含むものであることを特徴とする請求項２に記載のコラーゲン抽出方法。
前記コラーゲン含有組織は、魚類から得られる組織であり、
前記粗コラーゲン生成工程は、コラーゲン含有組織を脱灰する脱灰工程を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のコラーゲン抽出方法。