JP2014224063A - 高純度セレブロシドの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】高純度のセレブロシドまたはセレブロシド群を製造すると共に、製造コストを低減する製造法の提供。【解決手段】吸着剤としてODS−シリカゲルを充填した複数の単位充填塔を無端直列に接続した循環流路に対し、セレブロシド、第1および第2の成分を含有する原料液を通流することにより原料液からセレブロシドを分離・回収する、高純度セレブロシドの製造方法。第1工程では、第1、第2および第3の吸着帯域を分けて形成している系に対し、第2と第3の吸着帯域の間で系の循環を遮断しながら、第3の吸着帯域に原料液を供給すると共に第2の吸着帯域から高純度セレブロシドを回収する。第2工程では、原料液を供給することなく循環流路内に脱離剤を供給して循環流路内の流体を通流させながら第1および第3の吸着帯域のうち少なくとも一方の吸着帯域から成分の回収を行う。第1工程および第2工程を複数回、繰り返す高純度セレブロシドの製造方法。【選択図】図1

Description

本発明は、高純度セレブロシドの製造方法に関する。
セレブロシドはスフィンゴ脂質の一種であり、長鎖アミノアルコールであるスフィンゴイド塩基のアミノ基に長鎖脂肪酸が結合したセラミド骨格を基本とし、糖が結合したグルコセレブロシドのような形態で存在する。セレブロシドは動物、植物、真菌などに広く存在し、グルコースが結合したグルコセレブロシドおよびガラクトースが結合したガラクトセレブロシドなどが存在する。また、スフィンゴイド塩基はジヒドロキシ型、トリヒドロキシ型、2重結合の有無と、そのシストランス型が異なるものが10種程度、存在する。脂肪酸は炭素数14〜26の2−ヒドロキシ脂肪酸からなる。セレブロシドは構成する糖、スフィンゴイド塩基、脂肪酸の組み合わせにより多種多様に存在する(非特許文献1参照)。
セレブロシドは細胞組織の生体膜成分として普遍的に存在し、特に皮膚角質層に高濃度で存在し、皮膚のバリア機能、水分保持機能の役割を担っている。皮膚角質のセレブロシドは加齢と共に減少し、しわ、肌荒れの原因となる他、アトピー性皮膚炎患者でも減少していることが報告されており(非特許文献2参照)、セレブロシド量が減少するとバリア機能が低下することが知られている(非特許文献3参照)。セレブロシドをヒトの乾燥落屑性皮膚へ塗布することにより水分保持機能改善効果、経口摂取による経皮水分蒸発量の低減効果を有することが報告されており、化粧品や機能性食品の原料として注目されている。これらセレブロシドは消化管において糖、脂肪酸、スフィンゴイド塩基に分解された後、体内に吸収され効力を発揮すると考えられている。
セレブロシドの種類によって吸収率、効力が異なると考えられており分子種毎による効果の解析により、今後、セレブロシドの分子種、由来による差別化がされると考えられている。このほか、近年ではセレブロシドのセカンドメッセンジャーとしての生理機能が明らかになりつつあり、セレブロシドを総量全体としてではなく、クラス別・分子種別の機能が重要であると認識され、今後の医薬品等への展開も期待されている。
産業的にかつては、牛脳由来のセレブロシドが主であったが、狂牛病による安全性に不安があることから、現在は米、コムギ、トウモロコシ、大豆、コンニャク、甜菜などの穀類や、マイタケ、タモギダケなどのキノコ類、牛乳などに由来するセレブロシドが製造されている。これらは、原料の一部または全体、その一次加工、二次加工品などを弱アルカリ分解する方法(特許文献1参照)、アルカリ性アルコール溶液などの溶媒によって抽出し、液液分配を行う方法(特許文献2参照)、クロロホルム−メタノール混液を用いてシリカゲルにより精製する方法(非特許文献4,5,特許文献2参照)、多糖体による吸着等の処理により濃縮する方法(特許文献3参照)などがあった。
しかし、原料中のセレブロシドの含有量は少なく、分離物中のセレブロシドの濃度は0.1〜10質量%程度のものが主流であり、産業適用が可能な高純度な製品は存在しなかった。現状の粗精製品は中性脂質、遊離脂肪酸、ステロールなどを大量に含み、またノネナールなどの悪臭成分や、脂肪酸などの着色成分が含まれていることから食品・化粧品用途に使用するには問題があった。また、現状でも高純度のセレブロシド、さらに分子種毎に精製されたセレブロシドは存在するが、コストが非常に高く研究用途の標準試薬を目的としたもので(特許文献3参照)、食品、化粧品等への産業適用可能なものはなかった。
したがって、高純度の天然セレブロシド、さらにはその使用目的に応じ、特定の分子種(群)のセレブロシドを、低コストで製造する方法が切望されていた。
特開2002−345427号公報 特開2002−294274号公報 特開2006−22005号公報
R.X.Tan and J.H.Chen(2003) The cerebrosides Nat Prod Rep.:509-34. Ohnishi Y, Okino N, Ito M, Imayama S.(1999) Clin Diagn Lab Immunol. 6, 101-10.4 最新皮膚科学大系 中山書店 大西正男、藤野安彦 (1975) Aspergillus oryzaeのセラミド 農化 49(4), 205-212. M. Ohnishi and Y. Fujino (1980) Structural study on new sterylglycosides in rice bran: cellotetraosylsitosterol and cellopentaosylsitosterol Agric Biol Chem 44: 333-338.
従来の分離法では、セレブロシドの分離効率が不十分であり、高純度のセレブロシドまたは複数の分子種のセレブロシドの高純度混合物(以下では、複数の分子種のセレブロシドを総じて「セレブロシド群」と呼ぶ場合がある。)を得ることが困難であった。また、従来の分離法では、セレブロシドまたはセレブロシド群の分離に多数の複雑な工程を必要とし、製造コストの増大に至っていた。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、単純で作業性が優れた処理により高純度のセレブロシドまたはセレブロシド群を製造すると共に、製造コストを低減することを目的とする。
一実施形態は、
吸着剤としてODS−シリカゲルを充填した複数の単位充填塔を無端直列に接続し、内部を流体が循環可能または任意の位置で遮断可能に構成された循環流路に対し、(a)1成分以上のセレブロシド、(b)前記セレブロシドよりも前記ODS−シリカゲルに対する親和性が強い第1の成分、および(c)前記セレブロシドよりも前記ODS−シリカゲルに対する親和性が弱い第2の成分を含有する原料液を通流することにより、前記原料液からセレブロシドを分離・回収する、高純度セレブロシドの製造方法であって、
下記第1工程および第2工程を有するサイクルを複数回、繰り返すことを特徴とする高純度セレブロシドの製造方法に関する。
第1工程;前記第1の成分が富化された第1の吸着帯域、前記セレブロシドが富化された第2の吸着帯域および前記第2の成分が富化された第3の吸着帯域を分けて形成している系に対し、前記第2と第3の吸着帯域の間で前記系の循環を遮断しながら、前記第3の吸着帯域に原料液を供給すると共に、前記第2の吸着帯域から高純度セレブロシドを回収する工程、
第2工程;原料液を供給することなく、前記循環流路内に脱離剤を供給して循環流路内の流体を通流させながら、前記第1および第3の吸着帯域のうち少なくとも一方の吸着帯域から成分の回収を行い、かつ前記循環流路内の流体の通流に伴う第1から第3の吸着帯域の移動に合わせて前記循環流路内の脱離剤の供給位置と前記成分の回収位置を順次、循環流の下流側に移動させる工程。
高純度のセレブロシドまたはセレブロシド群を製造すると共に、製造コストを低減することができる。
本発明の一実施形態に係る高純度セレブロシドの製造方法に用いるクロマト分離装置を表す模式図である。
本発明の高純度セレブロシドの製造方法の一例では、吸着剤としてODS−シリカゲルを充填した複数の単位充填塔を無端直列に接続し、内部を液が循環可能または任意の位置で遮断可能に構成された循環流路を使用する。この循環流路に対して、(a)1成分以上のセレブロシド、(b)セレブロシドよりもODS−シリカゲルに対する親和性が強い第1の成分、および(c)セレブロシドよりもODS−シリカゲルに対する親和性が弱い第2の成分を含有する原料液を通流する。これにより、原料液からセレブロシドを分離・回収する。具体的には、下記第1工程および第2工程を有するサイクルを複数回、繰り返す。
すなわち、第1工程では、予め第1の成分が富化された第1の吸着帯域、セレブロシドが富化された第2の吸着帯域および第2の成分が富化された第3の吸着帯域を分けて形成している系に対し、第2と第3の吸着帯域の間で系の循環を遮断する。また、第3の吸着帯域に原料液を供給すると共に、第2の吸着帯域から、最終的に得たい高純度セレブロシドを回収する。ここで、2サイクル目以降では、前のサイクルの第2工程によって第1から第3の吸着帯域が形成される。一方、1サイクル目の第1工程では前のサイクルがないため、予め第1から第3の吸着帯域は形成されていない。このため、1サイクル目の第1工程の前処理として、予め循環流路内に第1から第3の吸着帯域を形成する工程を設けても良い。また、第1工程では、任意の吸着帯域から循環流路内に脱離剤を供給しても良い。更に、第1工程では、セレブロシドに加えて、第1の成分、第2の成分または第1と第2の成分の両方を回収することもできる。
第2工程では、原料液を供給することなく、循環流路内に脱離剤を供給して循環流路内の流体を通流させながら、第1および第3の吸着帯域のうち少なくとも一方の吸着帯域から成分の回収を行う。また、第2工程では、循環流路内の流体の通流に伴う第1から第3の吸着帯域の移動に合わせて循環流路内の脱離剤の供給位置と成分の回収位置を順次、循環流の下流側に一単位充填塔分づつ間欠的に複数回、移動させる。この第2工程では、「擬似移動床の方法」に従って、第1および第2の成分のうち少なくとも一方の成分を各別に系外に回収する操作を行なう。また、これと共に、第1の吸着帯域、第2の吸着帯域および第3の吸着帯域を分けて形成する系を形成する。第2工程では、第1の吸着帯域から第1の成分のみを回収しても良いし、第3の吸着帯域から第2の成分のみを回収しても良いし、第1と第3の吸着帯域から第1と第2の成分の両方を回収しても良い。
なお、サイクルを行う回数は複数回であれば特に限定されず、使用する原料液の総量や、回収したいセレブロシドの量に応じて適宜、サイクルの数を設定することができる。また、典型的には第1〜第3の吸着帯域はそれぞれ、1以上の整数個の単位充填塔から構成されるが、単位充填塔の部分的な領域から構成されても良い。
本発明の方法によれば、上記(a)〜(c)の3以上の成分を含む原料液から、疑似移動床の方法を利用して簡易な装置で連続的に高純度のセレブロシドの回収を行うことができる。このため、製造コストを低減することができる。原料液中にセレブロシドが単一の分子種としてしか存在しない場合、高純度で単一の分子種のセレブロシドを回収することができる。また、原料液中に複数の分子種のセレブロシドを含む場合、高純度のセレブロシド群として回収することができるし、単一の分子種ごとのセレブロシドに分けて高純度で回収することもできる。単一の分子種のセレブロシドごとに分けて回収する場合には例えば、第1の工程においてセレブロシドの回収を行うタイミングを複数回に分けて回収を行えば良い。分子種が異なる各セレブロシドは各々、ODS−シリカゲルに対する親和性が若干、異なるため、第2の吸着帯域の中でそれぞれ、異なる吸着帯域を形成する。従って、セレブロシドを回収するタイミングを複数回に分けることにより、それぞれの回収時に、回収口に位置する分子種のセレブロシドを回収することができる。また、セレブロシド群として回収する場合、回収したセレブロシド群に対して更に分離処理を行うことにより、単一の分子種のセレブロシドごとに分けて回収することができる。
また、第1の成分は、セレブロシドよりもODS−シリカゲルに対する親和性が強い成分であれば1成分であっても多成分であっても良い。同様に、第2の成分は、セレブロシドよりもODS−シリカゲルに対する親和性が弱い成分であれば1成分であっても多成分であっても良い。
脱離剤としては例えば、水、水酸化ナトリウム水溶液等の塩基性水溶液、塩酸水溶液等の酸性水溶液、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール等のアルコール類等を挙げることができる。脱離剤は、これらの一種を単独で脱離剤としても良いし、二種以上を混合した混合溶液を脱離剤としても良い。また、脱離剤は、酸、塩基、緩衝剤、塩を含んでいても良い。これらの脱離剤の中でも、セレブロシドの分離特性に優れるため、水および炭素数C〜Cのアルコールから選ばれる一種または二種以上の親水性溶液を用いることが好ましく、エタノールを用いることがより好ましい。
本明細書中、「下流」とは、基点に対して相対的に流体の循環方向の下流であることを意味する。「上流」とは、基点に対して相対的に流体の循環方向の上流であることを意味する。「下流」および「上流」の範囲は特に限定されず、吸着剤の種類や、分離対象とする成分等に応じて適宜、その範囲を定めることができる。
原料液としてはセレブロシド、第1および第2の成分を含むものであれば特に限定されない。原料液が例えば、セレブロシド、ステロールおよびセレブロシドよりもODS−シリカゲルへの親和性が弱い成分、を含む溶液の場合、ステロールが第1の成分、セレブロシドよりもODS−シリカゲルへの親和性が弱い成分が第2の成分を構成し、第1工程において第2の吸着帯域からセレブロシドが回収される。
原料液を得るための植物原料としては特に限定されないが、例えば、小麦、米等の穀類、大豆、ピーナツなどの豆類、ほうれん草等の葉菜、ゴマ等の種子、米糠油が挙げられる。セレブロシドの含有率が高く、本発明の方法を効果的に適用できるため、原料液は米糠油由来のものであることが好ましい。この場合、原料液は例えば、米糠に搾油処理を行うことにより原油を得た後、原油に対して脱ガム処理を行い油さいを得る。次に、油さいのエタノール抽出を行い、セレブロシドを含む内容成分の濃縮を行うことにより、原料液を調整することができる。
複数の単位充填塔のうち、セレブロシドが実質的に吸着せず、かつ第1の成分が吸着した1以上の単位充填塔を第1区画、
セレブロシドが吸着した1以上の単位充填塔を第2区画、
セレブロシドが実質的に吸着せず、かつ第2の成分が吸着した単位充填塔を第3区画とし、
第1、第2および第3の区画における流体速度(各区画を構成する単位充填塔内を流れる流体の速度)をそれぞれ、U、U、Uとし、
吸着剤の擬似的移動速度Uを(単位充填塔の長さ)/(第2工程における脱離剤の供給位置と成分の回収位置を移行させる時間)としたとき、
第2工程では、U〜Uを下記(1)〜(3)の条件に設定することが好ましい。
(1)第1の区画において1.0<U1/US<10.0、
(2)第2の区画において0.3<U2/US<3.0、
(3)第3の区画において0.0<U3/US<2.0。
1/USが1.0以下であるとODS−シリカゲルからの第1の成分の脱離が十分に行われず、循環流路内に第1の成分が蓄積して第2の区画にも入り込み、回収するセレブロシドの純度が低下する場合がある。U1/USが10.0以上であるとODS−シリカゲルから第1の成分を脱離させるのに必要な脱離液量が増加して、製造コストが増加する場合がある。
/USが0.3以下であると循環流路内での第2の成分の移動速度が遅くなるため第2の区画にも入り込み、回収するセレブロシドの純度が低下する場合がある。U/USが3.0以上であると循環流路内でのセレブロシドの移動速度が速くなり第3の区画に入り込み、セレブロシドの回収率が低下する場合がある。
/USが0.0以下であると脱離液の使用量が増加して、製造コストが増加する場合がある。U/USが2.0以上であると循環流路内での第2の成分の移動速度が速くなるため第2の区画にも入り込み、回収するセレブロシドの純度が低下する場合がある。
なお、第1〜第3区画はそれぞれ、1以上の単位充填塔から構成される。セレブロシドが吸着して、その全領域または一部の領域にセレブロシドが実質的に存在する単位充填塔は「第2区画」に相当する。セレブロシドが吸着せず実質的に存在しない単位充填塔であって、第1の成分が吸着したものは「第1区画」に相当する。セレブロシドが吸着せず実質的に存在しない単位充填塔であって、第2の成分が吸着したものは「第3区画」に相当する。
また、第2工程では、U〜Uを下記(1)’〜(3)’の条件に設定することがより好ましい。
(1)’第1の区画において2.0<U1/US<5.0、
(2)’第2の区画において0.5<U2/US<1.0、
(3)’第3の区画において0.0<U3/US<1.0。
上記(1)〜(3)および上記(1)’〜(3)’の条件に設定することにより、更に高純度、高濃度、高い回収率でセレブロシドまたはセレブロシド群を回収することができる。なお、上記(1)〜(3)の条件および(1)’〜(3)’の条件は、吸着剤としてODS−シリカゲルを使用し、原料液として植物原料由来のもの、脱離液としてエタノールを使用した場合に特に顕著な効果を発揮する。
(第1実施形態)
本発明の一実施形態に係る、高純度セレブロシドまたはセレブロシド群の製造方法について以下に説明する。図1は、高純度セレブロシドまたはセレブロシド群の製造に使用するクロマト分離装置100の模式図である。図1に示すとおり、クロマト分離装置100は、吸着剤としてODS−シリカゲルを充填した4本の単位充填塔15a〜15dが配管21a〜21dにより直列に連結され、循環経路16が形成された擬似移動層方式のクロマト分離装置である。「ODS−シリカゲル」とは、シリカゲルの極性を下げるように、その表面に分布するシラノール基にオクタデシルシラン(Octa Decyl Silane)化したものを表す。
単位充填塔15aは、遮断弁Z1を介して配管21bにより単位充填塔15bと接続され、単位充填塔15bは、遮断弁Z2を介して配管21cにより単位充填塔15cと接続されている。単位充填塔15cは、遮断弁Z3を介して配管21dにより単位充填塔15dと接続され、単位充填塔15dは、遮断弁Z4を介して配管21aにより単位充填塔15aと接続されている。こうして、単位充填塔15a〜15d、配管21a〜21dと、遮断弁Z1〜Z4とにより、循環流路16が構成されている。遮断弁Z1〜Z4を開とし、循環ポンプ13を駆動することにより循環経路16内を矢印の方向に流体が循環可能となり、遮断弁Z1〜Z4の何れかを閉とすることにより循環経路16内の所定の位置で流体が遮断可能となっている。
原料液タンク1には、ODS−シリカゲルに対する親和性が中程度のセレブロシド又はセレブロシド群と、ODS−シリカゲルに対する親和性が強い第1の成分と、ODS−シリカゲルに対する親和性が弱い第2の成分を含有する原料液が貯蔵されている。原料液タンク1には、原料液供給ポンプ2が接続され、ポンプ2によって原料液タンク1から原料液が供給されるようになっている。原料液タンク1から供給された原料液はプレカラム3を通った後、原料液供給ライン4を通って各単位充填塔15a〜15dに供給されるようになっている。すなわち、原料液供給ライン4は、配管22a〜22dに分岐している。単位充填塔15aには、配管22aと供給弁F1を介して接続された配管21aから原料液が供給される。単位充填塔15bには配管22bと供給弁F2を介して接続された配管21bから原料液が供給され、単位充填塔15cには配管22cと供給弁F3を介して接続された配管21cから原料液が供給され、単位充填塔15dには配管22dと供給弁F4を介して接続された配管21dから原料液が供給される。そして、原料液タンク1、ポンプ2、プレカラム3、原料液供給ライン4、配管21a〜21dの一部、22a〜22d、供給弁F1〜F4により、原料液の供給手段が構成されている。
脱離剤タンク5には、脱離剤が貯蔵されている。脱離剤としては、原料液中の各成分を単位充填塔15a〜15d内に流下させ、かつ、分離対象とする成分を適切に分離できるものであれば特に限定されず、目的に応じて決定することができる。
脱離剤タンク5には脱離剤供給ライン7が接続され、脱離剤供給ポンプ6によって脱離剤タンク5から各単位充填塔15a〜15dに脱離剤が供給されるようになっている。すなわち、脱離剤供給ライン7は、配管23a〜23dに分岐している。単位充填塔15aには、配管23aと供給弁D1を介して接続された配管21aから脱離剤が供給される。単位充填塔15bには配管23bと供給弁D2を介して接続された配管21bから脱離剤が供給され、単位充填塔15cには配管23cと供給弁D3を介して接続された配管21cから脱離剤が供給され、単位充填塔15dには配管23dと供給弁D4を介して接続された配管21dから脱離剤が供給される。そして、脱離剤タンク5、脱離剤供給ポンプ6、脱離剤供給ライン7、配管21a〜21dの一部、23a〜23d、供給弁D1〜D4により、脱離剤の供給手段が構成されている。
各単位充填塔15a〜15d間を接続する配管21a〜21dはそれぞれ、分岐しており、各単位充填塔15a〜15dからセレブロシドまたはセレブロシド群、第1および第2の成分を回収できるようになっている。すなわち、配管21bは回収弁C1を介して配管24aと、回収弁A1を介して配管25aに分岐している。同様に、配管21cは回収弁C2を介して配管24bと、回収弁A2を介して配管25bに分岐している。配管21dは回収弁C3を介して配管24cと、回収弁A3を介して配管25cに分岐している。配管21aは回収弁C4を介して配管24dと、回収弁A4を介して配管25dと、回収弁B4を介して配管26に分岐している。配管24a〜24dは回収ライン8に接続されており、ポンプ9により矢印の方向に流れて第1の成分(図1中に「C」として表示)が回収されるようになっている。配管25a〜25dは回収ライン11に接続されており、ポンプ12により矢印の方向に流れて第2の成分(図1中に「A」として表示)が回収されるようになっている。
また、配管21aは弁B4を介して配管26に分岐しており、配管26は回収ライン10に接続されている。回収ライン10は、背圧弁17を介して矢印の方向にセレブロシドまたはセレブロシド群を回収できるようになっている。
以下では、図1のクロマト分離装置100を用いた、セレブロシドまたはセレブロシド群の製造方法について説明する。本実施形態における製造方法は、循環流路16に対してセレブロシドまたはセレブロシド群、並びに第1および第2の成分を含む原料液を通流することにより、原料液から高純度のセレブロシドまたはセレブロシド群を分離・回収する。本実施形態の製造方法では、第1および第2工程を有するサイクルを複数回、繰り返す。以下では、第1および第2工程について詳細に説明する。
(1)第1工程
第1工程では、予め第1から第3の吸着帯域を分けて形成した系に対し、第2と第3の吸着帯域の間で系の循環を遮断しながら、第3の吸着帯域に原料液を供給すると共に第2の吸着帯域から高純度セレブロシドを回収する。
具体的には、第1工程の開始前に予め、単位充填塔15aに原料液を通流させることにより、第1から第3の吸着帯域を分けて形成する。すなわち、第1工程の開始時には概ね、単位充填塔15aが第2の成分で富化された第3の吸着帯域を構成し、単位充填塔15cが第1の成分で富化された第1の吸着帯域を構成し、単位充填塔15dがセレブロシドで富化された第2の吸着帯域を構成する。第2と第3の吸着帯域の間に位置する遮断弁Z4を閉とし、系内の流体の循環を遮断する。
次に、原料液供給ポンプ2により原料タンク1から原料液を供給する。供給された原料液は、原料液供給ライン4および供給弁F1を開とした配管22a内を通流し、配管21a内を通って単位充填塔15a内に供給される。また、脱離剤供給ポンプ6により脱離剤タンク5から脱離剤を供給する。供給された脱離剤は、脱離剤供給ライン7および供給弁D3を開とした配管23c内を通流して、配管21c内を通って単位充填塔15c内に供給される。
そして、遮断位置の上流側に位置する第2の吸着帯域に相当する単位充填塔15dの下流側の回収弁B4を開とし、セレブロシドまたはセレブロシド群を回収する。回収されたセレブロシドまたはセレブロシド群は、背圧弁17を開とした回収ライン10を経由して流出する。また、第3の吸着帯域に相当する単位充填塔15aの下流側の回収弁A1を開とし、第2の成分を回収する。回収された第2の成分は、回収ポンプ12により回収ライン11を経由して流出する。
(2)第2工程
第2工程では、循環流路16内に脱離剤を供給して循環流路16内の流体を通流させながら、第1から第3の吸着帯域を移動させる。そして、第1の吸着帯域からの第1の成分の回収、第3の吸着帯域からの第2の成分の回収、または第1および第3の吸着帯域からの第1および第2の成分の回収を行う。また、第1から第3の吸着帯域の移動に合わせて循環流路16内の脱離剤の供給位置と各成分の回収位置を順次、循環流の下流側に移動させる。具体的には、第2工程は、下記工程(2−1)〜(2−4)からなる。
(2−1)第2工程ではまず、遮断弁Z4を開とし、循環ポンプ13を駆動させることにより循環流路16内の流体を通流させる。次に、第1の吸着帯域が単位充填塔15d内の下部(配管21a近傍)に到達し、第3の吸着帯域が単位充填塔15b内の下部(配管21c近傍)に到達した時点で、弁D4を開とした配管23dおよび配管21dを介して、脱離剤を単位充填塔15d内に供給する。また、回収ポンプ9により弁C4を開とした配管24dおよび回収ライン8を通って第1の成分を回収すると共に、回収ポンプ12により弁A2を開とした配管25bおよび回収ライン11を通って第2の成分を回収する。
(2−2)次に、所定時間経過後、弁A2、C4およびD4を閉とした後、第1から第3の吸着帯域の移動に伴い、第1の吸着帯域が単位充填塔15a内の下部(配管21b近傍)に到達し、第3の吸着帯域が単位充填塔15c内の下部(配管21d近傍)に到達した時点で、弁D1を開とした配管23aおよび配管21aを介して、脱離剤を単位充填塔15a内に供給する。また、弁C1を開とした配管24aおよび回収ライン8を通って第1の成分を回収すると共に、弁A3を開とした配管25cおよび回収ライン11を通って第2の成分を回収する。
(2−3)次に、所定時間経過後、弁A3、C1およびD1を閉とした後、第1から第3の吸着帯域の移動に伴い、第1の吸着帯域が単位充填塔15b内の下部(配管21c近傍)に到達し、第3の吸着帯域が単位充填塔15d内の下部(配管21a近傍)に到達した時点で、弁D2を開とした配管23bおよび配管21bを介して、脱離剤を単位充填塔15b内に供給する。また、弁C2を開とした配管24bおよび回収ライン8を通って第1の成分を回収すると共に、弁A4を開とした配管25dおよび回収ライン11を通って第2の成分を回収する。
(2−4)次に、所定時間経過後、弁A4、C2およびD2を閉とした後、第1から第3の吸着帯域の移動に伴い、第1の吸着帯域が単位充填塔15c内の下部(配管21d近傍)に到達し、第3の吸着帯域が単位充填塔15a内の下部(配管21b近傍)に到達した時点で、遮断弁Z4を閉とし循環ポンプ13の駆動を停止することにより、循環流路16内の流体の循環を停止させる。これにより、第2工程は終了し、第1および第2サイクルからなる1サイクルが完了する。
この状態で更に次サイクルの第1工程、第2工程を順次、実施する。そして、必要な回数のサイクルを実施後、装置の操作を終了する。
なお、図1では単位充填塔が4つ、接続されたクロマト分離装置100を示したが、使用する単位充填塔の数は複数であれば、4つに限定されない、例えば、5つ以上の単位充填塔を接続したクロマト分離装置とする時、各吸着帯域が複数の単位充填塔にわたって形成される場合がある。
(実施例1)
図1の装置を使用し、単位充填塔15a〜15dにはODS−シリカゲル(FS1830FMT−30;平均細孔径70Å、粒径30μm)を充填した内径10mm,長さ500mmのカラムを用いた。また、脱離剤には、95質量%のエタノール、5質量%の水を含む醗酵エタノールを使用した。また、図1の装置を用いて、(第1実施形態)に記載の通りに第1工程、第2工程を順次、実施した。操作条件は、カラム内の温度を40℃に維持し、U1/US=3.6、U2/US=1.8、U3/US=1.1とし、原料液供給量を0.04(L/L−R/h)とした。
なお、(第1実施形態)の(2−1)の工程では、単位充填塔15dが第1区画、単位充填塔15aおよび15bが第2区画、単位充填塔15cが第3区画に相当する。(第1実施形態)の(2−2)の工程では、単位充填塔15aが第1区画、単位充填塔15bおよび15cが第2区画、単位充填塔15dが第3区画に相当する。(第1実施形態)の(2−3)の工程では、単位充填塔15bが第1区画、単位充填塔15cおよび15dが第2区画、単位充填塔15aが第3区画に相当する。(第1実施形態)の(2−4)の工程では、単位充填塔15cが第1区画、単位充填塔15dおよび15aが第2区画、単位充填塔15bが第3区画に相当する。また、(L/L−R/h)は、L(原料液の供給量)/L−R(クロマト分離装置100内に充填されているODS−シリカゲルの量)/h(1サイクルの時間)を意味し、ODS−シリカゲルの単位量当たりかつ単位時間あたりに供給される原料液の量を表す。(L/L−R/h)で表される原料液供給量が大きいほど、装置の生産性が高いことを表す。
原料液は、米脱ガム油由来グルコシルセラミド(日本製粉株式会社製)を真空乾固後、醗酵エタノールで5質量%に調整し、4℃でウィンタリング処理にかけた。次に、40℃に昇温後、澱をグラスフィルタ(GA200)、次いでPTFE膜(0.5μm)濾過したものを固形分濃度5%W/Vに調整することで得た。原料液の組成の分析結果を表1に示す。なお、組成の分析には、HPLC−ESLD(蒸発光散乱検出器)を使用した。HPLC条件は、東北大学宮澤氏らの報告(Lipid, Vol.34, No.11, p.1232〜1237(1999年))に準じて行った。
Figure 2014224063
表1の中で、「d18:2-20:0h」がセレブロシド群に該当し、ODS−シリカゲルに対する親和性は表1の左側から右側に向かって順に強くなっている。すなわち、親和性は、Others1<SG<d18:2-18:0h<d18:1-20:0h<d18:2-20:0h<Others2<d18:2-22:0h<d18:1-24:0h<d18:2-24:0hとなる。
図1の装置に、この原料液を導入して、第1工程および第2工程からなるサイクルを複数回、実施したところ、図1の回収ライン10からd18:2-20:0hであるセレブロシド群を高純度で回収することができた。
1 原料液タンク
2 原料液供給ポンプ
3 プレカラム
4 原料液供給ライン
5 脱離剤タンク
6 脱離剤供給ポンプ
7 脱離剤供給ライン
8、10、11 回収ライン
9、12 ポンプ
13 循環ポンプ
15a、15b、15c、15d 単位充填塔
16 循環経路
17 背圧弁
21a、21b、21c、21d、22a、22b、22c、22d、23a、23b、23c、23d、24a、24b、24c、24d、25a、25b、25c、25d、26 配管
100 クロマト分離装置
A1、A2、A3、A4 第2の成分の回収弁
B4 セレブロシドの回収弁
C1、C2、C3、C4 第1の成分の回収弁
D1、D2、D3、D4 脱離剤の供給弁
F1、F2、F3、F4 原料液の供給弁
Z1、Z2、Z3、Z4 遮断弁

Claims (4)

  1. 吸着剤としてODS−シリカゲルを充填した複数の単位充填塔を無端直列に接続し、内部を流体が循環可能または任意の位置で遮断可能に構成された循環流路に対し、(a)1成分以上のセレブロシド、(b)前記セレブロシドよりも前記ODS−シリカゲルに対する親和性が強い第1の成分、および(c)前記セレブロシドよりも前記ODS−シリカゲルに対する親和性が弱い第2の成分を含有する原料液を通流することにより、前記原料液からセレブロシドを分離・回収する、高純度セレブロシドの製造方法であって、
    下記第1工程および第2工程を有するサイクルを複数回、繰り返すことを特徴とする高純度セレブロシドの製造方法。
    第1工程;前記第1の成分が富化された第1の吸着帯域、前記セレブロシドが富化された第2の吸着帯域および前記第2の成分が富化された第3の吸着帯域を分けて形成している系に対し、前記第2と第3の吸着帯域の間で前記系の循環を遮断しながら、前記第3の吸着帯域に原料液を供給すると共に、前記第2の吸着帯域から高純度セレブロシドを回収する工程、
    第2工程;原料液を供給することなく、前記循環流路内に脱離剤を供給して循環流路内の流体を通流させながら、前記第1および第3の吸着帯域のうち少なくとも一方の吸着帯域から成分の回収を行い、かつ前記循環流路内の流体の通流に伴う第1から第3の吸着帯域の移動に合わせて前記循環流路内の脱離剤の供給位置と前記成分の回収位置を順次、循環流の下流側に移動させる工程。
  2. 前記原料液が米糠油由来のものであることを特徴とする請求項1に記載の高純度セレブロシドの製造方法。
  3. 前記セレブロシドが実質的に吸着せず、かつ第1の成分が吸着した1以上の単位充填塔を第1区画、
    前記セレブロシドが吸着した1以上の単位充填塔を第2区画、
    前記セレブロシドが実質的に吸着せず、かつ第2の成分が吸着した単位充填塔を第3区画とし、
    前記第1、第2および第3の区画における流体速度をそれぞれ、U、U、Uとし、
    吸着剤の擬似的移動速度Uを(単位充填塔の長さ)/(前記第2工程における脱離剤の供給位置と前記成分の回収位置を移行させる時間)としたとき、
    前記第2工程では、U〜Uを下記(1)〜(3)の条件に設定することを特徴とする請求項1又は2に記載の高純度セレブロシドの製造方法。
    (1)第1区画において1.0<U1/US<10.0、
    (2)第2区画において0.3<U2/US<3.0、
    (3)第3区画において0.0<U3/US<2.0。
  4. 前記第2工程では、U〜Uを下記(1)’〜(3)’の条件に設定することを特徴とする請求項3に記載の高純度セレブロシドの製造方法。
    (1)’第1区画において2.0<U1/US<5.0、
    (2)’第2区画において0.5<U2/US<1.0、
    (3)’第3区画において0.0<U3/US<1.0。
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