JP2011207779A

JP2011207779A - 抗菌剤の製造方法およびその抗菌剤ならびに抗菌性水溶液

Info

Publication number: JP2011207779A
Application number: JP2010074593A
Authority: JP
Inventors: Jun Tanaka; 潤田中
Original assignee: SUCCESS Ltd
Current assignee: SUCCESS Ltd
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2011-10-20

Abstract

【課題】日本国沿岸に広く生息している赤貝の貝殻を原材料とすることで原料コストを低減させるとともに、優れた抗菌効果を発揮させることができる抗菌剤の製造方法およびその抗菌剤ならびに抗菌性水溶液の提供。
【解決手段】乾燥させた赤貝の貝殻を乾燥させる工程と、乾燥後の前記貝殻を９９０〜１１００℃で加熱して酸化焼成して酸化カルシウム化する工程と、酸化焼成後の前記貝殻を冷却しつつ加湿して水酸化カルシウム化する工程と、水酸化カルシウム化させた前記貝殻を粉砕した後に最大粒子径が７５μｍ以下となるように微粉砕して抗菌剤として分取する工程とを経て抗菌剤を生成するとともに、該抗菌剤を水に溶解させて抗菌性水溶液とした。
【選択図】なし

Description

本発明は、赤貝の貝殻を原材料とする抗菌剤の製造方法およびその抗菌剤ならびに抗菌性水溶液に関する技術である。

塩素系化合物は、従来より抗菌剤として使用されてきてはいるものの、排水処理時にトリハロメタンを発生させたり、焼却処理時にダイオキシンを発生させるなど、地球環境に負荷をかける難点があった。

一方、地球環境に優しい抗菌剤としては、例えば特許文献１に開示されているように天然素材であるホッキ貝の貝殻を原材料とするものも既に提案されている。

特許第３４２０１２９号公報

すなわち、特許文献１に開示されている抗菌剤は、ホッキ貝の貝殻を不活性ガス雰囲気で加熱、昇温し、最終到達温度８５０〜９５０℃で焼成して得た抗菌剤であって、かつ、前記抗菌剤の粉砕後の最大粒子径は１００μｍ以下、平均粒子径は１〜５０μｍとしたことを特徴とするものである。

このため、特許文献１の抗菌剤による場合には、Ｏ−１５７等の大腸菌、黄色ブドウ球菌、緑膿菌、真菌、サルモネラ菌、腸炎ビブリオ等の食中毒菌のほか、ウイルスに対しても低濃度で殺菌効果を示し、さらにはその抗菌機能も長く保持させることができるとされている。

また、ホッキ貝の貝殻粉末は、食品添加剤にも使用されているカルシウム主体の天然性素材であることから、人体に対して安全な抗菌剤として提供することができるほか、廃棄処理が必要になった際であっても大気、排水および土壌を汚染することがないともされている。

しかし、特許文献１の抗菌剤による場合には、鹿島灘以北にしか生息していないホッキ貝を用いることから、生息地域が限られてその採取量も相対的に少ないために回収される貝殻も量的に必ずしも十分とはいえず、原料コストがそれだけ高くなる不都合があった。

本発明は、従来技術にみられた上記課題に鑑み、北海道南部から九州までの内湾・内海に広く生息している赤貝の貝殻を原材料として用いて原料コストを低減させるとともに、より優れた抗菌効果を発揮させることができる抗菌剤の製造方法およびその抗菌剤ならびに抗菌性水溶液を提供することに目的がある。

本発明は、上記目的を達成すべくなされたものであり、そのうちの第１の発明（製造方法）は、乾燥させた赤貝の貝殻を乾燥させる工程と、乾燥後の前記貝殻を９９０〜１１００℃で加熱して酸化焼成して酸化カルシウム化する工程と、酸化焼成後の前記貝殻を冷却しつつ加湿して水酸化カルシウム化する工程と、水酸化カルシウム化させた前記貝殻を粉砕した後に最大粒子径が７５μｍ以下となるように微粉砕して抗菌剤として分取する工程とを経ることを最も主要な特徴とする。

また、第２の発明（抗菌剤）は、請求項１の製造方法で製造したことを最も主要な特徴とする。

さらに、第３の発明（抗菌性水溶液）は、請求項２の抗菌剤を水１リットルに対し０．５〜１．５ｇを溶解させた強アルカリ性の抗菌性水溶液であることを最も主要な特徴とする。

請求項１の発明によれば、原材料として北海道南部から九州までの内湾・内海に広く生息している赤貝の貝殻を用いることができるので、材料コストを大幅に低減することができるほか、環境に優しい天然性素材による優れた殺菌効果とウイルス不活性効果とを有する抗菌剤を製造することができる。

請求項２の発明によれば、原材料が天然性素材である赤貝の貝殻であることから、人体に対して安全な抗菌剤として提供することができるだけでなく、大気、排水および土壌を汚染することなく廃棄処理することができるほか、優れた殺菌効果とウイルス不活性効果とを発揮させることができる。また、浴場、砂場、土壌改良、および家畜の飼料に殺菌のために混入させたり、建築塗料に混ぜてシックハウスの対策の一助としたり、ｐＨ調整剤として好適に使用することもできる。

請求項３の発明によれば、ｐＨ１２以上の強アルカリ性水溶液として生鮮食品用の洗浄液として好適に用いることができる。また、調理器具、台所のフキン、おしぼり、箸、哺乳瓶、歯ブラシ、入れ歯などのように洗剤を使用したくない物を除菌する際に使用することができるほか、腐敗臭やアンモニア臭を消臭するために使用することもできる。

本発明の原材料は、九州有明海に分布するクマサルボウ貝を含む赤貝（二枚貝）であり、その肉は美味な食用として用いられているものの、長さが１０ｃｍ程度の貝殻は有効利用されることなく廃棄されていることから、安価に入手することができる。

入手された赤貝の貝殻は、海藻やコケなどの付着物を取り除くためそのままの大きさで天日にて１〜２年間乾燥させた後に、カルシウムの純度を高めるためにコークスで加熱して９９０℃〜１２００℃の焼成温度のもとで酸化焼成することにより、酸化カルシウム化させる。

そして、酸化カルシウム化させた赤貝の貝殻は、２００℃〜４００℃の冷却温度のもとでの冷却時に、その量の１０〜３０％の割合のもとで９０℃以下の温度の水道水の水蒸気に３０分〜１時間当てて水分を与えることで水酸化カルシウム化する。

水酸化カルシウム化された貝殻は、粉砕機を用いて粉砕され、粉砕した後の粉末を２００メッシュ（７５μｍ）のふるいにかけて粒子径７５μｍ以下の微粉末として分取することで、抗菌剤として回収する。

このような微粉末として回収された抗菌剤は、水道水を含む水１リットルに対し０．５〜１．５ｇ（各地方の水道水のｐＨ値との関係で適宜選択）、例えば１ｇを溶解させることにより、そのカルシウム成分からｐＨ１２以上の強アルカリ性の抗菌性水溶液を得ることができる。

抗菌剤は、赤貝（クマサルボウ貝）の貝殻を天日にて１〜２年間乾燥させた後、コークスで１０００℃の酸化雰囲気中で加熱し、その放冷時に９０℃の水蒸気を与えて１００℃まで温度を下げた後に常温にまで自然冷却させた上で、「マキノ式粉砕機（DDシリーズ）」を用いて粉砕した後、２００メッシュ（７５μｍ）のふるいにかけて粒子径７５μｍ以下の微粉末とすることで生成し、以下の実験に用いる検体成分とした。

表１は、上記生成プロセスを経て生成された赤貝の貝殻を原材料とする抗菌剤を用いてなる検体につき、対照との比較のもとで「佐賀県窯業技術センター」に依頼して行われた定量分析（佐窯技第７６４号）の分析結果である。

次に、本発明に係る抗菌剤について財団法人日本食品分析センターが行った試験液１ｍＬ当たりの生菌数測定結果を表２として、作用液のウイルス感染価測定結果を表３として、それぞれ以下に示す。

表２は、表１に示す抗菌剤（検体）を用いて細菌に殺菌効果を試験した結果を示す。試験の概要は、検体懸濁液を遠心分離し、得られた上澄み液に大腸菌大腸菌，血清型O157：H7，ベロ毒素１および２型産生株），サルモネラ，黄色ブドウ球菌または腸炎ビブリオの菌液を接種後（以下「試験液」という。）、室温で保存し、経時的に該試験液中の生菌数を測定することで行った。表２中の「＜１０」は「検出せず」を、「−」は「実施せず」をそれぞれ意味する。また、「対照」には「精製水（黄色ブドウ球菌は生理食塩水、腸炎ビブリオはは３％塩化ナトリウム溶液）」を用いた。保存温度は室温である。なお、菌液接種後の対照の生菌数を測定した際を開始時とした。

試験方法の具体的な内容は、以下のとおりである。
（１）試験菌株：Eschericha coil ATCC 43895(大腸菌，血清型O157：H7，ベロ毒素１および２型産生株）、Salmonella enterica subsp.enterica NBRC 3313（サルモネラ）、Staphylococcus aureus subsp. aureus NBRC 12732（黄色ブドウ球菌）、およびVibrio parahaemolyticus RIMD （腸炎ビブリオ）2210100の４種を用いた。
（２）菌測定用培地および培養条件
大腸菌、サルモネラおよび黄色ブドウ球菌：SCDLP寒天培地（日本製薬株式会社）で、混釈平板培養法により３５℃±１℃で２日間培養。
腸炎ビブリオ：３％塩化ナトリウム加SCDLP寒天培地で、混釈平板培養法により３５℃±１℃で２日間培養。
（３）試験菌液の調整
大腸菌、サルモネラおよび黄色ブドウ球菌：各試験菌を普通寒天培地（栄研化学株式会社）で３５℃±１℃、１８〜２４時間培養した後、生理食塩水に浮遊させ、菌数が１０^７〜１０^８／ｍＬとなるように調製し、これを試験菌液とした。
腸炎ビブリオ：試験菌を３％塩化ナトリウム加普通寒天培地で３５℃±１℃、１８〜２４時間培養した後、３％塩化ナトリウム溶液に浮遊させ、菌数が１０^７〜１０^８／ｍＬとなるように調製し、これを試験菌液とした。
（４）試験操作
大腸菌、サルモネラまたは黄色ブドウ球菌は、各検体懸濁液（精製水１Ｌに対し、検体１．５ｇの割合で混合したもの）を遠心分離（１０００ｒ／ｍｉｎ，５分間）し、得られた上澄み液１０ｍＬに試験菌液０．１ｍＬ接種し、試験液とした。室温で保存し、５，１５，３０および６０分後に試験液をSCDLP寒天培地（日本製薬株式会社）で直ちに１０倍に希釈し、それぞれの試験液中の生菌数を菌数測定培地を用いて測定した。腸炎ビブリオは、その検体懸濁液（精製水１Ｌに対し、検体１．５ｇの割合で混合したもの）を遠心分離（１０００ｒ／ｍｉｎ，５分間）し、得られた上澄み液１０ｍＬに試験菌液０．１ｍＬ接種し、試験液とした。室温で保存し、５，１５，３０および６０分後に試験液を３％塩化ナトリウム加SCDLP寒天培地で直ちに１０倍に希釈し、試験液中の生菌数を菌数測定培地を用いて測定した。なお、対照については、精製水（黄色ブドウ球菌は生理食塩水、腸炎ビブリオは３％塩化ナトリウム溶液）を用いて同様に試験し、開始時と６０分後とに生菌数を測定した。

表２によれば、上記試験液を含まない各対照をそのまま放置した場合には、それぞれの細菌が試験開始時より増殖していたり、開始時とさほど変化することなく存在していることが確認されるが、各検体による場合には、それぞれの細菌が検出されなかったり、検出されても試験開始時よりは大幅に減少させることができることを確認することができる。

表３は、表１に示す抗菌剤（検体）を用いてウイルスに対する不活性化試験を行った結果を示す。試験の概要は、検体懸濁液を遠心分離し、得られた上澄み液を試験液とした。該試験液には、インフルエンザウイルスまたはネコカリシウイルスのウイルス浮遊液を添加、混合し、作用液とした。室温で作用させ、５，１５，３０及び６０分後に該作用液のウイルス感染価を測定することで行った。なお、ネコカリシウイルスは、細胞培養が不可能なノロウイルスの代替ウイルスとして広く使用されている。表３中の「TCID_５０」は、５０％組織培養感染量（median tissue culture does）を意味し、「ｌｏｇTCID_５０／mL」は、作用液１ｍＬ当たりのTCID_５０の対数値を示す。また、「ネコカリシウイルス」は、既に述べたようにノロウイルスの代替ウイルスである。「検体」欄の数値は、精製水１Ｌに対し、検体１．５ｇの割合で混合したものを遠心分離した上澄み液について試験したものである。「開始時」欄の数値は、作用開始直後の対照のTCID_５０を測定した際の数値である。対照は、精製水である。作用温度は室温である。なお、表３中の「＊＊＊」は「試験実施せず」を、＜１．５」は「検出せず」をそれぞれ意味する。

試験方法の具体的な内容は、以下のとおりである。
（１）試験ウイルス：インフルエンザウイルスＡ型（H1N1）とFeline calicivirus F-9 ATCC VR-782（ネコカリシウイルス）とを用いた。
（２）使用細胞：インフルエンザウイルス:MDCK(NBL-2)細胞 ATCC CCL-34株（大日本製薬株式会社）、ネコカリシウイルス：CRFK細胞（大日本製薬株式会社）
（３）使用培地
・細胞増殖培地：イーグルMEM培地「ニッスイ」１（日水製薬株式会社）に牛胎仔血清を１０％加えたものを使用した。
・細胞維持培地
インフルエンザウイルスは、以下の組成の培地を使用した。
イーグルMEM培地「ニッスイ」１１０００．０ｍＬ
１０％NaHCO₂ １４．０ｍＬ
L-グルタミン（３０ｇ／Ｌ）９．８ｍＬ
100×MEM用ビタミン液３０．０ｍＬ
１０％アルブミン２０．０ｍＬ
０．２５％トリプシン２０．０ｍＬ
ネコカリシウイルス：
イーグルMEM培地「ニッスイ」１に牛胎仔血清を２％加えたものを使用した。
（４）ウイルス浮遊液の調製
・細胞の培養
細胞増殖培地を用い、使用細胞を組織培養用フラスコ内に単層培養した。
・ウイルスの接種
単層培養後にフラスコ内から細胞増殖培地を除き、試験ウイルスを接種した。次に、細胞維持培地を加えて３７℃±１℃の炭酸ガスインキュベーター（CO₂濃度：５％）内で１〜５日間培養した。
・ウイルス浮遊液の調製
培養後、倒立位相差顕微鏡を用いて細胞の形態を観察し、細胞に形態変化（細胞変性効果）が起こっていることを確認した。次に、培養液を遠心分離（３０００ｒ／ｍｉｎ，10分間）し、得られた上澄み液をウイルス浮遊液とした。
（５）試験操作
検体懸濁液（精製水１Ｌに対し、検体１．５ｇの割合で混合したもの）を遠心分離（１０００ｒ／ｍｉｎ，５分間）し、得られた上澄み液を試験液とした。試験液１ｍＬにウイルス浮遊液０．１ｍＬを添加、混合し、作用液とした。室温で作用させ、５，１５，３０および６０分後に細胞維持培地を用いて１０倍に希釈した。なお、対照については、精製水を用いて同様に試験し、開始時と６０分後とに測定を行った。
（６）ウイルス感染価の測定
細胞増殖培地を用い、使用細胞を組織培養用マイクロプレート（９６穴）内で単層培養した後、細胞増殖培地を除き、細胞維持培地を０．１ｍＬずつ加えた。次に、作用液の希釈液０．１ｍＬを４穴ずつに接種し、３７℃±１℃の炭酸ガスインキュベーター（CO₂濃度：５％）内で４〜７日間培養した。培養後、倒立位相差顕微鏡を用いて細胞の形態変化（細胞変性効果）の有無を観察し、Reed-Muench法により５０％組織内容感染量（TCID₅₀）を算出して作用液１ｍＬ当たりのウイルス感染価に換算した。

表３によれば、上記試験液を含まない各対照をそのまま放置した場合には、インフルエンザウイルスについてはやや増殖し、ネコカリシウイルスについては極く微量しか減少しないことが確認されたが、各検体による場合には、インフルエンザウイルスとネコカリシウイルスとのいずれについても検出されないことが確認できた。

本発明に係る抗菌剤は、優れた抗菌効果を有しているため、水道水等の水に溶解させることで、手の消毒や布巾等の消毒するための抗菌性水溶液として利用したり、農作物を含む生鮮食品のための洗浄液としても利用することができる。

Claims

乾燥させた赤貝の貝殻を乾燥させる工程と、乾燥後の前記貝殻を９９０〜１２００℃で加熱して酸化焼成して酸化カルシウム化する工程と、酸化焼成後の前記貝殻を冷却しつつ加湿して水酸化カルシウム化する工程と、水酸化カルシウム化させた前記貝殻を粉砕した後に最大粒子径が７５μｍ以下となるように微粉砕して抗菌剤として分取する工程とを経ることを特徴とする抗菌剤の製造方法。
請求項１の製造方法で製造したことを特徴とする抗菌剤。
請求項２の抗菌剤を水１リットルに対し０．５〜１．５ｇを溶解させて強アルカリ性水溶液としたことを特徴とする抗菌性水溶液。