JP2008285456A - Extraction method and extraction apparatus of collagen, production method and production apparatus of hydroxyapatite, and collagen-containing aqueous extract and hydroxyapatite - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and a method for obtaining collagen and hydroxyapatite. <P>SOLUTION: Subcritical water is prepared from the water in a water tank 1 by means of a high-pressure pump 2 and an electric furnace 4, and is sent to an extraction pipe 7 filled with fish scales via a valve 5a. A by-pass 10 is provided, in addition to the extraction pipe 7, for bypassing the subcritical water until feeding of the subcritical water gets stabilized, and a nitrogen gas cylinder 15 is connected for preventing vaporization of the subcritical water caused by pressure decrease at the time of introduction of the subcritical water into the extraction pipe 7 at the initial stage of operation of the apparatus. Collagen is extracted with the subcritical water in the extraction pipe 7. A filter 8 made of steel wool is provided near the exit of the extraction pipe 7 in order to prevent discharge of solid contents. A cooling pipe 11 for cooling the subcritical water after extraction is connected to the lower part of the extraction pipe 7 via a valve 5d. The aqueous extract discharged from the cooling pipe 11 is steadily discharged outside via a control valve 13. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、コラーゲンの抽出方法及び抽出装置、ヒドロキシアパタイト製造方法及び製造装置、並びにコラーゲン含有水性抽出物及びヒドロキシアパタイトに関し、より詳細には、亜臨界水又は超臨界水を用いたコラーゲン抽出方法及びヒドロキシアパタイト製造装置及びヒドロキシアパタイトの製造装置及び製造方法と、この方法により得られるコラーゲン含有水性抽出物及びヒドロキシアパタイトに関する。   The present invention relates to a method and apparatus for extracting collagen, a method and apparatus for producing hydroxyapatite, a collagen-containing aqueous extract and hydroxyapatite, and more particularly, a method for extracting collagen using subcritical water or supercritical water, and The present invention relates to a hydroxyapatite production apparatus, a hydroxyapatite production apparatus and production method, and a collagen-containing aqueous extract and hydroxyapatite obtained by this method.

ゼラチンは、食用、医薬用、写真用、工業用、化粧品用等で幅広く利用されている動物性タンパク質で、一般にコラーゲンを主成分とする動物皮を加水分解して製造される。これらの目的に使用されるゼラチンは、BSE問題が採り上げられる以前には牛皮から調製されるものが多かったが、現在では牛皮以外を原料とする場合が多い。このような状況下から、新たなコラーゲン源として水産動物が注目され始めた。その中で、市場や水産加工場において廃棄される魚鱗は有効なコラーゲン源として定着しつつある(例えば、特許文献1)。   Gelatin is an animal protein that is widely used for food, medicine, photography, industry, cosmetics, and the like, and is generally produced by hydrolyzing animal skin whose main component is collagen. Gelatin used for these purposes was often prepared from cowhide before the BSE problem was raised, but nowadays it is often made from materials other than cowhide. Under such circumstances, marine animals have begun to attract attention as a new collagen source. Among them, fish scales discarded in the market and fishery processing plants are becoming established as an effective collagen source (for example, Patent Document 1).

魚鱗の主な成分はI型コラーゲンとヒドロキシアパタイトであり、その割合は魚の種により異なるが、日本産マイワシでは約1:1である。コラーゲンとともに魚鱗に含まれるヒドロキシアパタイトは、化粧品素材としてはファンデーションなどの粉末状製品のベースとして使用される。また、ヒドロキシアパタイトは優れた生体適合性及び骨親和性があるため、人工歯根、人工骨等としても利用されている。また、イオン交換機能があり、歯の表面の汚れを吸着して除去する機能があるため、界面活性剤との相乗効果により、歯磨き剤にも使用されている。   The main components of fish scale are type I collagen and hydroxyapatite, and the ratio varies depending on the fish species, but it is about 1: 1 for Japanese sardines. Hydroxyapatite contained in fish scales with collagen is used as a base for powdered products such as foundations as cosmetic materials. Hydroxyapatite is also used as an artificial tooth root, artificial bone and the like because it has excellent biocompatibility and bone affinity. In addition, since it has an ion exchange function and a function of adsorbing and removing dirt on the tooth surface, it is also used in a dentifrice due to a synergistic effect with the surfactant.

魚鱗からゼラチン及びヒドロキシアパタイトを調製するには大きく分けて二つの方法がある。ひとつは、ヒドロキシアパタイトは希塩酸等に溶解するため、魚鱗と希塩酸を数時間撹拌し、不溶物として残ったコラーゲンを加水分解する方法である。もうひとつは、魚鱗をそのまま熱水中に数時間浸漬して加水分解し、ヒドロキシアパタイトの沈殿物とゼラチン溶液を得る方法である(特許文献1、非特許文献1)。   There are roughly two methods for preparing gelatin and hydroxyapatite from fish scales. One is a method in which fish scale and diluted hydrochloric acid are stirred for several hours to hydrolyze the remaining collagen as an insoluble matter because hydroxyapatite dissolves in diluted hydrochloric acid or the like. The other is a method in which fish scales are immersed in hot water for several hours and hydrolyzed to obtain a hydroxyapatite precipitate and a gelatin solution (Patent Document 1, Non-Patent Document 1).

しかし、上記のヒドロキシアパタイトを希塩酸に溶解させる方法では、後処理工程で希塩酸をの中和が必要となり、また、魚鱗を熱水中に数時間浸漬する方法では、処理に長時間を要するという問題点があり、より簡便なコラーゲン及びヒドロキシアパタイトの製造方法が望まれている。   However, the above-mentioned method of dissolving hydroxyapatite in dilute hydrochloric acid requires neutralization of dilute hydrochloric acid in the post-treatment process, and the method of immersing fish scales in hot water for several hours requires a long time for the treatment. Therefore, a simpler method for producing collagen and hydroxyapatite is desired.

一方、高圧熱水を利用した高圧熱水抽出法(亜臨界水抽出法)が近年注目され始めている(特許文献3、非特許文献2)。高圧熱水では短時間に無触媒で加水分解反応が進行することが知られており(非特許文献3)、木質系バイオマスからヘミセルロースを加水分解してキシロースやキシロオリゴ糖が抽出されるという報告がある(特許文献2、非特許文献4)。しかし、高圧熱水抽出法をコラーゲン及びヒドロキシアパタイトの製造方法として用いた例は見当たらない。
特開2000−189065号公報 特開2005−23041号公報 特開2002−59118号公報 山田ゆき、「化粧品・健康食品へ展開めざすコラーゲンペプチド」、JETI・、153、122−123(2005) Gamiz-gracia, L., Luque. M. D.、「Continuous subcritical water extraction of medicinal plant essential oil: comparison with conventional techniques.」・、Talanta、51、1179-1185・(2000) Akiya, N., and Phillip, E., Savage, 「Roles of Water for Chemical Reactions in High-Temperature Water」, Chem. Rev., 102, 2725-2750(2002) 熊谷聡、林信行、藤田修二、「加圧熱水処理によるイタジイからのキシロース、キシロオリゴ糖生成挙動」、日本食品工学会誌、5、205-210・(2004)
On the other hand, high-pressure hot water extraction method (subcritical water extraction method) using high-pressure hot water has begun to attract attention in recent years (Patent Literature 3, Non-Patent Literature 2). It is known that hydrolysis reaction proceeds in a short time without catalyst in high-pressure hot water (Non-Patent Document 3), and reports that xylose and xylooligosaccharides are extracted by hydrolysis of hemicellulose from woody biomass. Yes (Patent Document 2, Non-Patent Document 4). However, there is no example using the high-pressure hot water extraction method as a method for producing collagen and hydroxyapatite.
JP 2000-189065 A JP-A-2005-23041 JP 2002-59118 A Yuki Yamada, “Collagen Peptides Aiming to Expand into Cosmetics and Health Foods”, Jeti, 153, 122-123 (2005) Gamiz-gracia, L., Luque. MD, `` Continuous subcritical water extraction of medicinal plant essential oil: comparison with conventional techniques. '', Talanta, 51, 1179-1185 (2000) Akiya, N., and Phillip, E., Savage, "Roles of Water for Chemical Reactions in High-Temperature Water", Chem. Rev., 102, 2725-2750 (2002) Satoshi Kumagai, Nobuyuki Hayashi, Shuji Fujita, “Production Behavior of Xylose and Xylooligosaccharides from Itagii by Pressurized Hot Water Treatment”, Journal of Japan Society for Food Engineering, 5, 205-210 (2004)

本発明はこのような従来技術の問題点を解決するために為されたものであり、本発明の目的は、中和などの後処理工程が不要で、比較的短時間でコラーゲン及びヒドロキシアパタイトを得ることができる装置及び方法を提供することである。また、本発明の他の目的は、これらの方法により得られるコラーゲン含有水性抽出物及びヒドロキシアパタイトを提供することである。   The present invention has been made to solve such problems of the prior art, and the object of the present invention is to eliminate collagen and hydroxyapatite in a relatively short time without any post-treatment step such as neutralization. It is to provide an apparatus and method that can be obtained. Another object of the present invention is to provide a collagen-containing aqueous extract and hydroxyapatite obtained by these methods.

本発明のコラーゲンの抽出方法は、亜臨界水又は超臨界水を用いて魚鱗からコラーゲンの抽出を行うことを特徴とする。また、本発明のヒドロキシアパタイトの製造方法は、亜臨界水又は超臨界水を用いて魚鱗からコラーゲンを抽出することによりヒドロキシアパタイトを得ることを特徴とする。   The collagen extraction method of the present invention is characterized in that collagen is extracted from fish scales using subcritical water or supercritical water. The method for producing hydroxyapatite of the present invention is characterized in that hydroxyapatite is obtained by extracting collagen from fish scales using subcritical water or supercritical water.

亜臨界水又は超臨界水を用いた本発明の抽出方法及び製造方法によれば、コラーゲンは魚鱗から水溶液中に抽出され、ヒドロキシアパタイトは抽出後の残渣として得られる。本発明に於いて原料として使用し得る魚鱗として、特に制限されないが、入手の容易さ等からイワシの鱗を好適に使用することができる。   According to the extraction method and the production method of the present invention using subcritical water or supercritical water, collagen is extracted from fish scales into an aqueous solution, and hydroxyapatite is obtained as a residue after extraction. Although it does not restrict | limit especially as a fish scale which can be used as a raw material in this invention, The scale of a sardine can be used conveniently from availability.

ここで、本明細書に於いては、超臨界水とは、温度及び圧力が臨界点(374℃、22MPa)以上の状態にある水をいい、また、本明細書に於いては、亜臨界水とは、圧力が0.2MPa以上で温度が374℃より低く100℃以上の範囲の水をいい、その温度における飽和蒸気圧以上に圧縮された状態にある水をいう。   Here, in the present specification, supercritical water refers to water whose temperature and pressure are at or above the critical point (374 ° C., 22 MPa), and in this specification, subcritical water. Water refers to water having a pressure of 0.2 MPa or more and a temperature lower than 374 ° C. and not lower than 100 ° C., and water in a state compressed to a saturated vapor pressure or higher at that temperature.

亜臨界水又は超臨界水を用いてコラーゲンの抽出を行う場合の魚鱗の抽出時の温度は、70〜400℃の範囲が好ましく、100〜350℃の範囲がより好ましく、更に、140〜250℃の範囲が最も好ましい。また、魚鱗の抽出時の圧力は、0.1〜25MPaの範囲が好ましく、0.1〜18MPaの範囲がより好ましく、更に、0.3〜6MPaの範囲が最も好ましい。抽出時の温度が上記より低いと、抽出されずに魚鱗に残ってしまうコラーゲンの量が多くなり、抽出時の温度が上記より高いと、得られるコラーゲンの分子量が小さくなり過ぎるので、使用目的によっては好ましくない。また、抽出時の圧力が上記より低いと、系が水蒸気相に近づく場合があり、抽出時の圧力が上記より高いと、設備や運転コストが増大し実用上は好ましくない。すなわち、飽和水蒸気以上の圧力があればコラーゲンは抽出され、圧力を過度に高めても抽出率にはあまり影響しない。   The temperature at the time of fish scale extraction when extracting collagen using subcritical water or supercritical water is preferably in the range of 70 to 400 ° C, more preferably in the range of 100 to 350 ° C, and further in the range of 140 to 250 ° C. The range of is most preferable. Moreover, the pressure at the time of fish scale extraction is preferably in the range of 0.1 to 25 MPa, more preferably in the range of 0.1 to 18 MPa, and most preferably in the range of 0.3 to 6 MPa. If the temperature at the time of extraction is lower than the above, the amount of collagen that remains in the fish scale without being extracted increases.If the temperature at the time of extraction is higher than the above, the molecular weight of the resulting collagen becomes too small, so depending on the purpose of use. Is not preferred. Moreover, when the pressure at the time of extraction is lower than the above, the system may approach the water vapor phase, and when the pressure at the time of extraction is higher than the above, facilities and operating costs increase, which is not preferable in practice. That is, if there is a pressure higher than saturated water vapor, collagen is extracted, and even if the pressure is increased excessively, the extraction rate is not significantly affected.

魚鱗の抽出時の時間は、その種類や抽出条件によって変わるが、1〜30分の範囲が好ましく、3〜10分の範囲がより好ましい。また、抽出時の時間が上記より短いと、抽出されずに魚鱗内に残ってしまうコラーゲンの量が多くなり、抽出時の時間が上記より長いと、得られるコラーゲンの分子量が小さくなり過ぎるので、使用目的によっては好ましくない。   Although the time at the time of fish scale extraction changes with the kinds and extraction conditions, the range for 1 to 30 minutes is preferable, and the range for 3 to 10 minutes is more preferable. In addition, if the extraction time is shorter than the above, the amount of collagen that remains in the fish scale without being extracted increases, and if the extraction time is longer than the above, the molecular weight of the resulting collagen becomes too small, It is not preferable depending on the purpose of use.

本発明のコラーゲン含有水性抽出物は、上記のコラーゲンの製造方法により得ることができる。また、本発明のヒドロキシアパタイトは、魚鱗から上記コラーゲンの製造方法によりコラーゲンを除去することにより得られる。   The collagen-containing aqueous extract of the present invention can be obtained by the above-described method for producing collagen. Moreover, the hydroxyapatite of the present invention can be obtained by removing collagen from fish scales by the above-described method for producing collagen.

本発明のコラーゲンの抽出装置は、亜臨界水又は超臨界水を用いて魚鱗からコラーゲンの抽出を行うコラーゲンの抽出装置であって、水を加熱及び加圧することにより亜臨界水又は超臨界水を調製して供給する亜臨界水・超臨界水供給部と、該亜臨界水・超臨界水供給部から供給される亜臨界水又は超臨界水を用いて魚鱗からコラーゲンの抽出を行う抽出管と、該抽出管の下流側に設けられたコントロールバルブとを備え、該コントロールバルブは、前記抽出管内の圧力を維持しながら抽出液の排出を制御することを特徴とする。   The collagen extraction apparatus of the present invention is a collagen extraction apparatus for extracting collagen from fish scales using subcritical water or supercritical water, and the subcritical water or supercritical water is obtained by heating and pressurizing the water. A subcritical water / supercritical water supply unit prepared and supplied, and an extraction tube for extracting collagen from fish scales using the subcritical water or supercritical water supplied from the subcritical water / supercritical water supply unit; And a control valve provided on the downstream side of the extraction pipe, wherein the control valve controls the discharge of the extraction liquid while maintaining the pressure in the extraction pipe.

また、本発明のヒドロキシアパタイト製造装置は、亜臨界水又は超臨界水を用いて魚鱗からコラーゲンを抽出して除去するヒドロキシアパタイト製造装置であって、水を加熱及び加圧することにより亜臨界水又は超臨界水を調製して供給する亜臨界水・超臨界水供給部と、該亜臨界水・超臨界水供給部から供給される亜臨界水又は超臨界水を用いて魚鱗からコラーゲンを抽出して除去する抽出管と、該抽出管の下流側に設けられたコントロールバルブとを備え、該コントロールバルブは、前記抽出管内の圧力を維持しながら抽出液の排出を制御することを特徴とする。   Further, the hydroxyapatite production apparatus of the present invention is a hydroxyapatite production apparatus that extracts and removes collagen from fish scales using subcritical water or supercritical water, and heats and pressurizes the subcritical water or Collagen is extracted from fish scales using a subcritical water / supercritical water supply unit that prepares and supplies supercritical water and subcritical water or supercritical water supplied from the subcritical water / supercritical water supply unit. And a control valve provided on the downstream side of the extraction pipe. The control valve controls the discharge of the extract while maintaining the pressure in the extraction pipe.

このように、コラーゲンの抽出装置及びヒドロキシアパタイト製造装置において、コントロールバルブにより、背圧を維持しながら抽出管から排出される抽出液の排出を制御することにより、亜臨界水又は超臨界水の状態を維持したままコラーゲンの抽出を行うことが可能となる。   Thus, in the collagen extraction device and the hydroxyapatite production device, the control valve controls the discharge of the extract discharged from the extraction tube while maintaining the back pressure, so that the state of subcritical water or supercritical water is maintained. The collagen can be extracted while maintaining the above.

また、抽出管の出口側にスチールウール製のフィルターを設けることにより、コラーゲン抽出中に魚鱗の目詰まりが起こるのを防止し、長期に亘り安定したコラーゲンの抽出を行うことができる。   Further, by providing a steel wool filter on the outlet side of the extraction tube, clogging of fish scales can be prevented during collagen extraction, and collagen can be stably extracted over a long period of time.

本発明のコラーゲンの抽出装置及び抽出方法によれば、塩酸を加えてヒドロキシアパタイトを溶解させるなどの工程が不要なので、従来より簡単な工程で、しかも短時間でコラーゲン含有水性抽出物を得ることができることが分かる。   According to the collagen extraction apparatus and the extraction method of the present invention, since a process such as adding hydrochloric acid to dissolve hydroxyapatite is unnecessary, a collagen-containing aqueous extract can be obtained in a simpler process and in a shorter time than before. I understand that I can do it.

また、本発明のヒドロキシアパタイトの製造装置及び製造方法によれば、ヒドロキシアパタイトはコラーゲンの抽出後に残渣として残されるので、これを乾燥させるだけでドロキシアパタイトを得ることができる。従って、非常に簡便かつ短時間でヒドロキシアパタイトを得ることができる。   Further, according to the hydroxyapatite production apparatus and production method of the present invention, hydroxyapatite remains as a residue after the extraction of collagen, and therefore droxyapatite can be obtained simply by drying it. Therefore, hydroxyapatite can be obtained very simply and in a short time.

本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments.

図1は、本発明の一実施形態に係るコラーゲンの抽出装置を例示する概念図であり、この装置はヒドロキシアパタイトの製造装置を兼ねている。本実施形態の装置は、同図に示すように、水タンク1からの送水を行う高圧ポンプ2と、高圧ポンプ2からの水を加熱して亜臨界水を調製する電気炉4とを有している。   FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a collagen extraction apparatus according to an embodiment of the present invention, and this apparatus also serves as a hydroxyapatite production apparatus. As shown in the figure, the apparatus of the present embodiment has a high-pressure pump 2 that feeds water from a water tank 1 and an electric furnace 4 that heats water from the high-pressure pump 2 to prepare subcritical water. ing.

また、本実施形態では、電気炉4から排出される亜臨界水を用いて魚鱗からコラーゲンの抽出を行う抽出管7が設けられ、抽出管7の入口側にはバルブ5aが設けられている。ここで、抽出管7の内容積は約150mL、内径は2.3cm、長さは36cmである。また、本実施形態では、抽出管7に並行してバイパス10が設けられ、バイパス10上にはバルブ5bが設けられている。バイパス10は、亜臨界水の供給が安定するまでの間、電気炉4から送出される水が抽出管7に入らないようにバイパスさせるために設けられている。抽出管7の入口側には入口温度T1を計測する温度計6が設けられ、抽出管7の出口側には出口温度T2を計測する温度計9が設けられている。   Moreover, in this embodiment, the extraction pipe | tube 7 which extracts collagen from a fish scale using the subcritical water discharged | emitted from the electric furnace 4 is provided, and the valve | bulb 5a is provided in the inlet side of the extraction pipe | tube 7. FIG. Here, the internal volume of the extraction tube 7 is about 150 mL, the inner diameter is 2.3 cm, and the length is 36 cm. In this embodiment, a bypass 10 is provided in parallel with the extraction pipe 7, and a valve 5 b is provided on the bypass 10. The bypass 10 is provided to bypass the water sent from the electric furnace 4 from entering the extraction pipe 7 until the subcritical water supply is stabilized. A thermometer 6 for measuring the inlet temperature T1 is provided on the inlet side of the extraction pipe 7, and a thermometer 9 for measuring the outlet temperature T2 is provided on the outlet side of the extraction pipe 7.

抽出管7内の出口付近には、魚鱗の断片などの固形分が排出されるのを防ぐために、スチールウール製のフィルター8が必要に応じて設けられる。更に、本実施形態の装置には、加圧窒素ガス(11MPa未満)を供給する窒素ガスボンベ15がバルブ5cを介して抽出管7の入口側に接続されている。この窒素ガスボンベ15は、この装置の稼働初期において、バルブ5aを切り換えて抽出管7に亜臨界水を導入する際の圧力低下により亜臨界水が気化するのを防止するために設けられている。   A filter 8 made of steel wool is provided near the outlet in the extraction tube 7 in order to prevent the solid content such as fish scale fragments from being discharged. Furthermore, in the apparatus of this embodiment, a nitrogen gas cylinder 15 for supplying pressurized nitrogen gas (less than 11 MPa) is connected to the inlet side of the extraction pipe 7 via a valve 5c. This nitrogen gas cylinder 15 is provided in order to prevent the subcritical water from being vaporized due to a pressure drop when the valve 5a is switched to introduce the subcritical water into the extraction pipe 7 in the initial operation of the apparatus.

抽出管7の下部には、抽出後の亜臨界水を冷却する冷却管11がバルブ5dを介して接続されている。また、バイパス10を介して排出される亜臨界水も冷却管11で冷却される。冷却管11から排出される水性抽出物は、コントロールバルブ13を介して外部に定常的に排出される。このコントロールバルブ13は、圧力センサ12で検出される圧力に基づいてその開閉を制御することにより、抽出管7及び電気炉4に於ける圧力を一定(ここでは11MPa)に維持する機能を果たしている。コントロールバルブ13から排出される水性抽出物は、貯留タンク14に貯留される。   A cooling pipe 11 for cooling the subcritical water after extraction is connected to the lower part of the extraction pipe 7 via a valve 5d. Further, the subcritical water discharged through the bypass 10 is also cooled by the cooling pipe 11. The aqueous extract discharged from the cooling pipe 11 is constantly discharged to the outside through the control valve 13. The control valve 13 functions to maintain the pressure in the extraction pipe 7 and the electric furnace 4 constant (here, 11 MPa) by controlling the opening and closing based on the pressure detected by the pressure sensor 12. . The aqueous extract discharged from the control valve 13 is stored in the storage tank 14.

図7は本発明の他の実施形態に係るコラーゲンの抽出装置を示す概念図であり、この装置も、ヒドロキシアパタイトの製造装置を兼ねている。本実施形態の装置は、前述の図1の装置と同様に、水タンク1からの送水を行う高圧ポンプ2と、高圧ポンプ2からの水を加熱して亜臨界水を調製する電気炉4とを有している。本実施形態では、高圧ポンプ2ととの間に、急激な圧力変化を吸収するためのダンパ21が設けられている。本実施形態では、魚鱗からのコラーゲンの抽出を行う抽出管7が複数設けられ、各抽出管7はバルブ5eを介して電気炉4に接続されている。本実施形態においても、亜臨界水の供給が安定するまでの間、電気炉4から送出される水をバイパスさせるバイパス10及びバルブ5bが設けられている。また、抽出管7の入口側には入口温度T1を計測する温度計6が設けられ、各抽出管7の出口側には出口温度T2をそれぞれ計測する温度計9が設けられている。各抽出管7内の出口付近には、魚鱗の断片などの固形分が排出されるのを防ぐために、スチールウール製のフィルター8が設けられている。なお、本実施形態の装置には設けられていないが、各抽出管7に亜臨界水を導入する際の圧力低下を防止するための窒素ガスボンベ15を、各抽出管7に接続してもよい。   FIG. 7 is a conceptual diagram showing a collagen extraction apparatus according to another embodiment of the present invention, and this apparatus also serves as a hydroxyapatite production apparatus. The apparatus of this embodiment is similar to the apparatus of FIG. 1 described above, and includes a high-pressure pump 2 that feeds water from the water tank 1, and an electric furnace 4 that heats water from the high-pressure pump 2 to prepare subcritical water. have. In the present embodiment, a damper 21 for absorbing a rapid pressure change is provided between the high pressure pump 2 and the high pressure pump 2. In this embodiment, a plurality of extraction tubes 7 for extracting collagen from fish scales are provided, and each extraction tube 7 is connected to the electric furnace 4 via a valve 5e. Also in the present embodiment, the bypass 10 and the valve 5b that bypass the water sent from the electric furnace 4 are provided until the subcritical water supply is stabilized. A thermometer 6 for measuring the inlet temperature T1 is provided on the inlet side of the extraction pipe 7, and a thermometer 9 for measuring the outlet temperature T2 is provided on the outlet side of each extraction pipe 7. A filter 8 made of steel wool is provided in the vicinity of the outlet in each extraction tube 7 in order to prevent solids such as fish scale fragments from being discharged. Although not provided in the apparatus of this embodiment, a nitrogen gas cylinder 15 for preventing a pressure drop when introducing subcritical water into each extraction pipe 7 may be connected to each extraction pipe 7. .

本実施形態の装置では、コラーゲン抽出後に抽出管7内に残されるヒドロキシアパタイトを水を用いて排出するための送水ポンプ22がバルブ5eに接続されている。また、各抽出管7の下部には、ヒドロキシアパタイトを水とともに流し出すためのドレインがバルブ5fを介して接続されている。   In the apparatus of this embodiment, a water supply pump 22 for discharging the hydroxyapatite remaining in the extraction tube 7 after collagen extraction using water is connected to the valve 5e. Further, a drain for draining hydroxyapatite together with water is connected to the lower part of each extraction pipe 7 through a valve 5f.

更に、本実施形態では、各抽出管7から排出される抽出後の亜臨界水を冷却する冷却管11が各バルブ5dを介して接続されている。また、冷却管11では、バイパス10を介して排出される亜臨界水の冷却も行われる。冷却管11から排出される水性抽出物は、コントロールバルブ13を介して外部に定常的に排出される。このコントロールバルブ13は、図1の実施形態と同様に、圧力センサ12で検出される圧力に基づいてその開閉を制御することにより、抽出管7及び電気炉4に於ける圧力を一定(ここでは11MPa)に維持する機能を果たしている。   Furthermore, in this embodiment, the cooling pipe | tube 11 which cools the subcritical water after extraction discharged | emitted from each extraction pipe | tube 7 is connected via each valve | bulb 5d. In the cooling pipe 11, subcritical water discharged through the bypass 10 is also cooled. The aqueous extract discharged from the cooling pipe 11 is constantly discharged to the outside through the control valve 13. As in the embodiment of FIG. 1, the control valve 13 controls the opening and closing based on the pressure detected by the pressure sensor 12, thereby keeping the pressure in the extraction pipe 7 and the electric furnace 4 constant (here, 11 MPa).

<コラーゲン及びヒドロキシアパタイトの製造>
(実施例1〜4)
図1の装置を使用して、抽出管7の入口温度T1を147℃(実施例1)、169℃(実施例2)、194℃(実施例3)及び225℃(実施例4)として、魚鱗からコラーゲン及びヒドロキシアパタイトを製造した。鳥取県境港の魚市場で自然に脱落したイワシ鱗を原料として使用し、表面に付着している異物等の除去のため、イワシ鱗を1M水酸化ナトリウム溶液に24時間浸漬した後、十分に水洗及び乾燥を行った。洗浄後のイワシ鱗は50%がタンパク質、50%が灰分であった。
<Manufacture of collagen and hydroxyapatite>
(Examples 1-4)
Using the apparatus of FIG. 1, the inlet temperature T1 of the extraction tube 7 is set to 147 ° C. (Example 1), 169 ° C. (Example 2), 194 ° C. (Example 3) and 225 ° C. (Example 4). Collagen and hydroxyapatite were produced from fish scales. Using sardine scales that have fallen off naturally at the fish market in Sakaiminato, Tottori Prefecture as a raw material, the sardine scales are soaked in 1M sodium hydroxide solution for 24 hours to remove foreign substances adhering to the surface, and then washed thoroughly with water. And drying. The sardine scales after washing were 50% protein and 50% ash.

まず、抽出管7に35〜40gの上記イワシ鱗を仕込み、バルブ5a及び5dを閉じた状態で、バルブ5cを介して高圧窒素を抽出管7に導入した後、バルブ5cを閉じた。次に、バルブ5bを開き、高圧ポンプ2及び電気炉4を作動させて水タンク1からの水の供給を開始した。高圧ポンプ2の流量は100mL/分、コントロールバルブ13の圧力は11MPaに調整した。次に、亜臨界水の供給が定常化した後、バルブ5a及び5dを開けるとともにバルブ5bを閉じて抽出管7への亜臨界水の供給を開始した。   First, 35-40 g of the above sardine scales were charged into the extraction tube 7, high-pressure nitrogen was introduced into the extraction tube 7 through the valve 5 c with the valves 5 a and 5 d closed, and then the valve 5 c was closed. Next, the valve 5b was opened, the high pressure pump 2 and the electric furnace 4 were operated, and supply of water from the water tank 1 was started. The flow rate of the high-pressure pump 2 was adjusted to 100 mL / min, and the pressure of the control valve 13 was adjusted to 11 MPa. Next, after the subcritical water supply became steady, the valves 5 a and 5 d were opened and the valve 5 b was closed to start supplying the subcritical water to the extraction pipe 7.

図2は、抽出管7の入口温度T1を147℃、169℃、194℃及び225℃の一定温度とした場合のそれぞれについて、抽出管7の出口温度T2の経時変化を表している。図2に示すように、抽出管7の出口温度T2の初期値は、原料及び抽出管7の温度が亜臨界水の温度より低いため、抽出管7の入口温度T1よりも低い値となり、各出口温度T2は、亜臨界水の通水時間とともに増加した。抽出時間は8分間又は10分間とし、採液量は800mL又は1Lである。抽出管7のフィルター8に目詰まりは認められず、安定した抽出を行うことができた。   FIG. 2 shows the change over time of the outlet temperature T2 of the extraction tube 7 when the inlet temperature T1 of the extraction tube 7 is a constant temperature of 147 ° C., 169 ° C., 194 ° C., and 225 ° C., respectively. As shown in FIG. 2, the initial value of the outlet temperature T2 of the extraction pipe 7 is lower than the inlet temperature T1 of the extraction pipe 7 because the temperature of the raw material and the extraction pipe 7 is lower than the temperature of subcritical water. The outlet temperature T2 increased with the passage time of subcritical water. The extraction time is 8 minutes or 10 minutes, and the collected amount is 800 mL or 1 L. The filter 8 of the extraction tube 7 was not clogged, and stable extraction could be performed.

抽出終了後、亜臨界水はバルブ5bを介してバイパス10へ経由させ、抽出管7の内圧を徐々に大気圧まで下げた。その際、抽出管7内の残液は回収せずに系外へ排出した。   After the completion of extraction, the subcritical water was passed through the valve 5b to the bypass 10, and the internal pressure of the extraction pipe 7 was gradually lowered to atmospheric pressure. At that time, the residual liquid in the extraction tube 7 was discharged out of the system without being recovered.

<抽出物及び残渣の分析>
(抽出率、残渣率、タンパク質量及び灰分)
各実施例1〜4について、抽出率、残渣率を調べるとともに、抽出物及び残渣のそれぞれについてタンパク質量及び灰分を調べ、その結果を表1に示した。抽出率(水可溶性成分率)は抽出液の凍結乾燥物と仕込み試料の重量から算出した。また、残渣率は80℃で24時間乾燥した残渣と仕込み原料の重量から算出した。抽出物と残渣の合計が100%にならないのは、抽出管7内に付着して回収できない残渣と、抽出管7内の残液に含まれる可溶成分が含まれていないためである。灰分は電気炉で600℃、10時間処理した後の重量変化により求めた。タンパク質量は、ファイソンズ社製EA−1108を用いて元素分析を行い、窒素元素の測定値から求めた。この時の窒素−タンパク質換算係数は、牛皮コラーゲンの5.62を用いた。
<Extract and residue analysis>
(Extraction rate, residue rate, protein content and ash)
About each Example 1-4, while examining the extraction rate and the residue rate, protein amount and ash content were investigated about each of the extract and the residue, and the result was shown in Table 1. The extraction rate (water-soluble component rate) was calculated from the lyophilized extract and the weight of the charged sample. The residue rate was calculated from the residue dried at 80 ° C. for 24 hours and the weight of the charged raw materials. The reason why the sum of the extract and the residue does not become 100% is that the residue that adheres to the extraction tube 7 and cannot be recovered and the soluble components contained in the residual liquid in the extraction tube 7 are not included. The ash content was determined from the change in weight after treatment in an electric furnace at 600 ° C. for 10 hours. The amount of protein was determined from the measured value of nitrogen by conducting elemental analysis using EA-1108 manufactured by Phisons. As the nitrogen-protein conversion coefficient at this time, 5.62 of cowhide collagen was used.

Figure 2008285456
Figure 2008285456

表1から明らかなように、抽出物は入口温度T1の上昇に伴い増加する一方、残渣は減少し、実施例4では48.3%となった。この値はイワシ鱗の灰分50%に近く、この時の残渣中のタンパク質が2.6%と非常に低いことから、225℃8分間の抽出でほとんどのイワシ鱗コラーゲンが溶出することが分かった。また、抽出物中の灰分は抽出物に対して1.4〜5.6%である。これらの値を抽出液中の灰分に換算すると13〜29mg/100mLとなり、灰分のほとんどが僅かに溶解したアパタイトと考えられる。   As is apparent from Table 1, the extract increased as the inlet temperature T1 increased, while the residue decreased, reaching 48.3% in Example 4. This value is close to 50% ash content of sardine scale, and the protein in the residue at this time is very low at 2.6%, so it was found that most sardine scale collagen was eluted by extraction at 225 ° C for 8 minutes. . Moreover, the ash content in the extract is 1.4 to 5.6% with respect to the extract. When these values are converted into the ash content in the extract, it becomes 13 to 29 mg / 100 mL, which is considered to be apatite in which most of the ash content is slightly dissolved.

(コラーゲンの抽出挙動)
実施例1〜4においては、図2に示したように、通水時間とともに抽出管7内の熱水温度が徐々に上昇する。さらに、表1で示したように抽出温度が抽出率に大きく影響することから、抽出量は抽出時間毎に変化すると考えられた。そこで、実施例2(入口温度T1:169℃)及び実施例4(入口温度T1:225℃)において200mL毎(2分ごと)に分画して計5回(10分間)の採液を行い、各画分の抽出量を測定して図3に示した。
(Collagen extraction behavior)
In Examples 1 to 4, as shown in FIG. 2, the hot water temperature in the extraction pipe 7 gradually increases with the water flow time. Furthermore, as shown in Table 1, the extraction temperature has a great influence on the extraction rate, so the extraction amount was considered to change with each extraction time. Therefore, in Example 2 (inlet temperature T1: 169 ° C) and Example 4 (inlet temperature T1: 225 ° C), fractionation was carried out every 200 mL (every 2 minutes), and a total of 5 times (10 minutes) were collected. The extracted amount of each fraction was measured and shown in FIG.

まず、実施例2では採液1回目の0−200mLの画分から徐々に抽出量が増加し、600−800mLの画分で最大となった。抽出量は400−600mLの画分で大きく増加することから、この温度領域143−153℃で加水分解反応が顕著になると考えられる。実施例2では最後の画分800−1000mLでも多くの可溶成分が溶出していること、および表1において実施例2の残渣中のタンパク質が15.6%あることから完全抽出にはさらに抽出時間を要する。   First, in Example 2, the extraction amount gradually increased from the 0-200 mL fraction of the first collection, and reached the maximum in the 600-800 mL fraction. Since the extraction amount greatly increases in the fraction of 400 to 600 mL, it is considered that the hydrolysis reaction becomes remarkable in this temperature range 143 to 153 ° C. In Example 2, many soluble components are eluted even in the final fraction of 800-1000 mL, and in Table 1, 15.6% of the protein in the residue of Example 2 is further extracted for complete extraction. It takes time.

一方、実施例4では0−200mLの画分で156℃以上となっており、この値は実施例2での600−800mLの画分と同程度の温度領域であるため、最初の画分から抽出量が多い。鱗の表面は非常に硬いため熱水が内部まで瞬時に到達するのではなく表面から徐々に加水分解が進み、それに従い熱水が鱗内部へ浸透すると考えられる。それ故に初期の段階で表面付近のコラーゲンが溶出した後は、熱水温度が上昇するにもかかわらず抽出量が減少すると考えられる。   On the other hand, in Example 4, it is 156 degreeC or more in the 0-200 mL fraction, and since this value is a temperature range comparable as the 600-800 mL fraction in Example 2, it extracts from the first fraction. Large amount. Since the surface of the scale is very hard, it is considered that the hot water does not reach the inside instantly but gradually undergoes hydrolysis from the surface, and the hot water permeates into the scale accordingly. Therefore, after the collagen in the vicinity of the surface elutes at the initial stage, the extraction amount is considered to decrease despite the increase in hot water temperature.

(抽出物のアミノ酸組成)
各実施例1〜4の抽出物のアミノ酸組成について調べ、その結果を図4に示した。アミノ酸分析は、Waters社のAccQ・TAG法により分析した。すなわち、試料を6N塩酸で21時間、110℃で気相分解した後蛍光指示薬で修飾し、修飾アミノ酸を逆相HPLCにより分離した。検出器は蛍光分光光度計(励起光の波長250nm、検出波長395nm)を用いた。また、アミノ酸組成の比較のため、イワシ鱗の酵素可溶化コラーゲン(PSC)のアミノ酸組成についても合わせて調べた。PSCの試料は、10℃以下で希塩酸を用いて脱鱗し、得られた粗コラーゲンをペプシンで可溶化し、等電点沈殿で精製することにより得た。図4では、PSC及び実施例1〜4の抽出物の1000残基あたりのアミノ酸残基数を示している。
(Amino acid composition of the extract)
The amino acid composition of the extracts of Examples 1 to 4 was examined, and the results are shown in FIG. Amino acid analysis was carried out by the Waters AccQ • TAG method. That is, the sample was subjected to gas phase decomposition with 6N hydrochloric acid for 21 hours at 110 ° C. and then modified with a fluorescent indicator, and the modified amino acids were separated by reverse phase HPLC. As a detector, a fluorescence spectrophotometer (excitation light wavelength 250 nm, detection wavelength 395 nm) was used. For comparison of amino acid composition, the amino acid composition of enzyme-solubilized collagen (PSC) of sardine scale was also examined. A sample of PSC was obtained by descaling with dilute hydrochloric acid at 10 ° C. or less, solubilizing the obtained crude collagen with pepsin, and purifying it by isoelectric precipitation. FIG. 4 shows the number of amino acid residues per 1000 residues of the PSC and the extracts of Examples 1 to 4.

ヒドロキシプロリン(Hyp)はコラーゲンに特有のアミノ酸で、タンパク質中のコラーゲン含有量測定の指標に使われている。また、コラーゲン分子はグリシン(Gly)が三残基毎に現れる構造のため、グリシンが全体の約1/3を占める。PSCは等電点沈殿による精製工程を経ているためほぼコラーゲン100%と考えられ、図4においてグリシンが全体のほぼ1/3であることから、実施例1〜4の抽出物はイワシ鱗コラーゲンのアミノ酸組成を反映していると言える。亜臨界水抽出された実施例1〜4の抽出物では、グリシンはPSCの値に近く全体のほぼ1/3であり、ヒドロキシプロリンもPSCと同程度である。これらのことから、実施例1〜4にはアミノ酸組成に影響を与えるような量の他のタンパク質は含まれておらず、また熱水によるアミノ酸の熱分解もほとんど起こっていないと考えられる。   Hydroxyproline (Hyp) is an amino acid unique to collagen and is used as an index for measuring the content of collagen in proteins. In addition, since the collagen molecule has a structure in which glycine (Gly) appears every three residues, glycine accounts for about 1/3 of the whole. PSC is considered to be almost 100% collagen because it has undergone a purification process by isoelectric precipitation, and in FIG. 4 glycine is almost 1/3 of the whole, so the extracts of Examples 1 to 4 are of sardine scale collagen. It can be said that it reflects the amino acid composition. In the extracts of Examples 1 to 4 extracted with subcritical water, glycine is close to the value of PSC and almost 1/3 of the whole, and hydroxyproline is similar to PSC. From these facts, it is considered that Examples 1 to 4 do not contain other amounts of other proteins that affect the amino acid composition, and that the thermal decomposition of amino acids with hot water hardly occurs.

(抽出物の分子量分布)
各実施例1〜4の抽出物の分子量分布について調べ、その結果を図5に示した。抽出物の分子量分布はゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定した。カラムにはファルマシア製Superdex 200HR10/30(排除限界分子量(Vo):1300kDa)を、溶離液には0.2Nリン酸ナトリウム水溶液 pH6.8を用いて、流速0.75ml/min、210nmの紫外吸収(UV)により検出した。
(Molecular weight distribution of the extract)
The molecular weight distribution of the extracts of Examples 1 to 4 was examined, and the results are shown in FIG. The molecular weight distribution of the extract was measured by gel permeation chromatography (GPC). The column uses Superdex 200HR10 / 30 (exclusion limit molecular weight (Vo): 1300 kDa) manufactured by Pharmacia, and 0.2N sodium phosphate aqueous solution pH 6.8 is used as the eluent, and ultraviolet absorption at a flow rate of 0.75 ml / min and 210 nm. (UV).

タンパク質を亜臨界水で処理すると、処理されたタンパク質の分子量が処理温度の上昇とともに小さくなることが知られている。図5に示すように、各実施例の抽出物の分子量分布は全体的に幅が広く、GPC曲線のピーク地点の分子量は、実施例1の443kDa付近から実施例4の6.5kDa付近までとなっており、抽出温度が高くなるほど低くなる。図2で示したように、何れの実施例においても入口温度T1と出口温度T2の温度差が大きいため試料が接触する亜臨界水の温度差も大きくなり、抽出管7内の試料の位置により滞留時間の差もある。それ故にこのような幅広い分子量分布になると考えられる。例えば、内径が大きく長さが短いディスク状の抽出管を用いれば熱水温度および滞留時間の差が小さくなるため、幅の狭い分子量分布のゼラチンを調製できると考えられる。いずれにしても、亜臨界水の温度を調整すれば分子量分布の違うゼラチンを容易に調製できることが分かかる。   It is known that when a protein is treated with subcritical water, the molecular weight of the treated protein decreases as the treatment temperature increases. As shown in FIG. 5, the molecular weight distribution of the extract of each example is broad as a whole, and the molecular weight at the peak point of the GPC curve ranges from around 443 kDa in Example 1 to around 6.5 kDa in Example 4. It becomes lower as the extraction temperature becomes higher. As shown in FIG. 2, in any of the embodiments, the temperature difference between the inlet temperature T1 and the outlet temperature T2 is large, so that the temperature difference between the subcritical water and the sample is in contact with the sample. There is also a difference in residence time. Therefore, such a broad molecular weight distribution is considered. For example, if a disc-shaped extraction tube having a large inner diameter and a short length is used, the difference between the hot water temperature and the residence time is reduced, so that gelatin having a narrow molecular weight distribution can be prepared. In any case, it can be understood that gelatin with different molecular weight distribution can be easily prepared by adjusting the temperature of subcritical water.

さらに、図3で示した実施例2と実施例4の各画分の分子量分布を測定し、その結果を図6に示した。実施例2(図6の上側)では、0−200mLの画分は出口温度T2が最も低温であるにもかかわらずピークの分子量が32kDa付近を示しており、他の画分に比べて低分子量である。この画分は図3で示したように非常に低収量であるため全体的な影響は小さいが、鱗の極表面付近の他のタンパク質や前処理におけるアルカリ処理等でダメージを受けたコラーゲンが低温で溶出したと考えられる。次の画分200−400mLが最も高分子領域にあり、以降分子量分布が低分子領域へシフトした。一方、実施例4(図6の下側)では0−200mLの画分の出口温度T2が実施例2の800−1000mLの出口温度T2と同程度であるため、両者は同様のGPC曲線を示している。これ以降の画分では分子量は小さくなり、400−1000mLではピークの分子量が6.5kDa以下の幅の狭い分子量分布になった。実施例4の場合、400−1000mLを採液すれば、分子量分布の狭いゼラチンを後処理工程なしで調製できることになる。ゼラチンは用途によって適した分子量分布を選択する必要がある。例えば、低分子量のゼラチンは冷水でも速やかに溶解するところにメリットがあり、また高分子量のゼラチンはゲル強度が高いことが特徴である。本発明の製造方法では、抽出温度や採液時間を調節することにより、容易に分子量分布の調整が可能であり、抽出管の温度をさらに精密に制御すれば、分子量分布の狭いゼラチンの製造が可能である。   Furthermore, the molecular weight distribution of each fraction of Example 2 and Example 4 shown in FIG. 3 was measured, and the results are shown in FIG. In Example 2 (upper side of FIG. 6), the fraction of 0-200 mL shows a peak molecular weight of around 32 kDa even though the outlet temperature T2 is the lowest, and has a lower molecular weight than the other fractions. It is. This fraction has a very low yield as shown in FIG. 3, so the overall effect is small, but other proteins near the extreme surface of the scale and collagen damaged by alkali treatment in the pretreatment are low in temperature. It is thought that it was eluted with. The next fraction, 200-400 mL, was in the highest molecular region, and the molecular weight distribution subsequently shifted to the low molecular region. On the other hand, in Example 4 (lower side of FIG. 6), the outlet temperature T2 of the 0-200 mL fraction is about the same as the 800-1000 mL outlet temperature T2 of Example 2, so both show similar GPC curves. ing. In the subsequent fractions, the molecular weight was small, and in 400-1000 mL, the molecular weight of the peak became a narrow molecular weight distribution of 6.5 kDa or less. In the case of Example 4, if 400-1000 mL is collected, gelatin having a narrow molecular weight distribution can be prepared without a post-treatment step. For gelatin, it is necessary to select a molecular weight distribution suitable for the application. For example, low molecular weight gelatin is advantageous in that it dissolves quickly even in cold water, and high molecular weight gelatin is characterized by high gel strength. In the production method of the present invention, the molecular weight distribution can be easily adjusted by adjusting the extraction temperature and the sampling time. If the temperature of the extraction tube is controlled more precisely, gelatin with a narrow molecular weight distribution can be produced. Is possible.

本発明によれば、簡便かつ短時間でコラーゲン含有水性抽出物を得ることができるので、食品、医薬、写真、化粧品等の分野で利用が可能である。   According to the present invention, since a collagen-containing aqueous extract can be obtained easily and in a short time, it can be used in the fields of food, medicine, photography, cosmetics and the like.

また、本発明によれば、簡便かつ短時間でヒドロキシアパタイトを得ることができるので、人工骨等の分野で利用が可能である。   Further, according to the present invention, hydroxyapatite can be obtained easily and in a short time, and therefore, it can be used in the field of artificial bones and the like.

本発明の一実施形態に係るコラーゲンの抽出装置を例示する概念図であり、ヒドロキシアパタイトの製造装置を兼ねている。It is a conceptual diagram which illustrates the collagen extraction apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, and serves also as the manufacturing apparatus of a hydroxyapatite. 図1の抽出管の入口温度T1を一定温度とした場合における、抽出管の出口温度T2の経時変化を表している。The time-dependent change of the outlet temperature T2 of an extraction pipe when the inlet temperature T1 of the extraction pipe of FIG. 1 is made constant is shown. 実施例2及び実施例4において200mL毎(2分ごと)の各画分の抽出量を示す図である。It is a figure which shows the extraction amount of each fraction in Example 2 and Example 4 every 200 mL (every 2 minutes). 各実施例1〜4の抽出物のアミノ酸組成を示す図である。It is a figure which shows the amino acid composition of the extract of each Example 1-4. 各実施例1〜4の抽出物の分子量分布を示す図である。It is a figure which shows the molecular weight distribution of the extract of each Example 1-4. 実施例2と実施例4の各画分の分子量分布を示す図である。It is a figure which shows the molecular weight distribution of each fraction of Example 2 and Example 4. 図7は本発明の他の実施形態に係るコラーゲンの抽出装置を示す概念図であり、ヒドロキシアパタイトの製造装置を兼ねている。FIG. 7 is a conceptual diagram showing an apparatus for extracting collagen according to another embodiment of the present invention, which also serves as an apparatus for producing hydroxyapatite.

符号の説明Explanation of symbols

1 水タンク
2 高圧ポンプ
4 電気炉
5a バルブ
5b バルブ
5c バルブ
5d バルブ
5e バルブ
5f バルブ
6 温度計
7 抽出管
8 フィルター
9 温度計
10 バイパス
11 冷却管
13 コントロールバルブ
12 圧力センサ
15 窒素ガスボンベ
14 貯留タンク
21 ダンパ
22 送水ポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Water tank 2 High pressure pump 4 Electric furnace 5a Valve 5b Valve 5c Valve 5d Valve 5e Valve 5f Valve 6 Thermometer 7 Extraction pipe 8 Filter 9 Thermometer 10 Bypass 11 Cooling pipe 13 Control valve 12 Pressure sensor 15 Nitrogen gas cylinder 14 Storage tank 21 Damper 22 Water pump

Claims (12)

亜臨界水又は超臨界水を用いて魚鱗からコラーゲンの抽出を行うことを特徴とするコラーゲンの抽出方法。   A method for extracting collagen, comprising extracting collagen from fish scales using subcritical water or supercritical water. 前記魚鱗の抽出時の温度が、70〜400℃の範囲である請求項1記載のコラーゲンの抽出方法。   The method for extracting collagen according to claim 1, wherein the temperature at the time of extraction of the fish scales is in the range of 70 to 400 ° C. 前記魚鱗の抽出時の圧力が、0.1〜25MPaの範囲である請求項1又は2記載のコラーゲンの抽出方法。   The collagen extraction method according to claim 1 or 2, wherein a pressure at the time of extraction of the fish scales is in a range of 0.1 to 25 MPa. 亜臨界水又は超臨界水を用いて魚鱗からコラーゲンを抽出することによりヒドロキシアパタイトを得ることを特徴とするヒドロキシアパタイトの製造方法。   A method for producing hydroxyapatite, wherein hydroxyapatite is obtained by extracting collagen from fish scales using subcritical water or supercritical water. 前記魚鱗の抽出時の温度が、70〜400℃の範囲である請求項4記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。   The method for producing hydroxyapatite according to claim 4, wherein a temperature at the time of extraction of the fish scales is in a range of 70 to 400 ° C. 前記魚鱗の抽出時の圧力が、0.1〜25MPaの範囲である請求項4又は5記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。   The method for producing hydroxyapatite according to claim 4 or 5, wherein a pressure during extraction of the fish scales is in a range of 0.1 to 25 MPa. 請求項1乃至3の何れかに記載の製造方法により得られるコラーゲン含有水性抽出物。   A collagen-containing aqueous extract obtained by the production method according to claim 1. 請求項4乃至6の何れかに記載の製造方法により得られるヒドロキシアパタイト。   Hydroxyapatite obtained by the production method according to any one of claims 4 to 6. 亜臨界水又は超臨界水を用いて魚鱗からコラーゲンの抽出を行うコラーゲンの抽出装置であって、
水を加熱及び加圧することにより亜臨界水又は超臨界水を調製して供給する亜臨界水・超臨界水供給部と、
該亜臨界水・超臨界水供給部から供給される亜臨界水又は超臨界水を用いて魚鱗からコラーゲンの抽出を行う抽出管と、
該抽出管の下流側に設けられたコントロールバルブとを備え、
該コントロールバルブは、前記抽出管内の圧力を維持しながら抽出液の排出を制御することを特徴とするコラーゲンの抽出装置。
A collagen extraction device for extracting collagen from fish scales using subcritical water or supercritical water,
A subcritical water / supercritical water supply unit for preparing and supplying subcritical water or supercritical water by heating and pressurizing water; and
An extraction tube for extracting collagen from fish scales using subcritical water or supercritical water supplied from the subcritical water / supercritical water supply unit;
A control valve provided on the downstream side of the extraction pipe,
The collagen extraction device, wherein the control valve controls the discharge of the extract while maintaining the pressure in the extraction tube.
前記抽出管の出口側に、スチールウール製のフィルターが設けられていることを特徴とする請求項9記載のコラーゲンの抽出装置。   The collagen extraction apparatus according to claim 9, wherein a steel wool filter is provided on an outlet side of the extraction tube. 亜臨界水又は超臨界水を用いて魚鱗からコラーゲンを抽出して除去するヒドロキシアパタイト製造装置であって、
水を加熱及び加圧することにより亜臨界水又は超臨界水を調製して供給する亜臨界水・超臨界水供給部と、
該亜臨界水・超臨界水供給部から供給される亜臨界水又は超臨界水を用いて魚鱗からコラーゲンを抽出して除去する抽出管と、
該抽出管の下流側に設けられたコントロールバルブとを備え、
該コントロールバルブは、前記抽出管内の圧力を維持しながら抽出液の排出を制御することを特徴とするヒドロキシアパタイトの製造装置。
A hydroxyapatite production apparatus for extracting and removing collagen from fish scales using subcritical water or supercritical water,
A subcritical water / supercritical water supply unit for preparing and supplying subcritical water or supercritical water by heating and pressurizing water; and
An extraction tube for extracting and removing collagen from fish scales using subcritical water or supercritical water supplied from the subcritical water / supercritical water supply unit;
A control valve provided on the downstream side of the extraction pipe,
The apparatus for producing hydroxyapatite, wherein the control valve controls discharge of the extract while maintaining the pressure in the extraction pipe.
前記抽出管の出口側に、スチールウール製のフィルターが設けられていることを特徴とする請求項11記載のヒドロキシアパタイトの製造装置。   The apparatus for producing hydroxyapatite according to claim 11, wherein a filter made of steel wool is provided on the outlet side of the extraction tube.
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