JP7723971B2 - セラミドの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、セラミドの製造方法に関する。

セラミド等のスフィンゴリン脂質は、皮膚の保湿効果を高めることが知られており、化粧品原料等の用途に用いられている。

セラミドは、次式（１）で示される化合物である。一方、魚肉の場合には、次式（２）で示されるセラミドシリアチン又は、スフィンゴミエリン（式（２）における２－アミノエチルホスホン酸基の部分がホスホリルコリン基となっている化合物）として存在しており、セラミドシリアチン又はスフィンゴミエリンの一部がその遊離体としてのセラミドに変化していると考えられる。

尚、式（１）、式（２）において、---は－(ＣＨ)_ｎ－（ｎは整数）を示す。

従来、セラミドの製造方法として、動植物から有機溶剤によりセラミドを抽出する方法が知られており、本出願人により、魚肉からヘキサンとエタノールとからなる第１の混合溶媒によりセラミドとセラミドシリアチンとを抽出し、抽出されたセラミドとセラミドシリアチンとの混合物にさらにヘキサンとエタノールと水とからなる第２の混合溶媒を加え、撹拌した後、静置して、該第２の混合溶媒をヘキサン相とエタノール－水相とに分離し、該ヘキサン相からセラミドを得る一方、該エタノール－水相からセラミドシリアチンを得る方法が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１７－１３７４３９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の製造方法では、魚肉から抽出されたセラミドとセラミドシリアチンとの混合物からセラミドを単離することはできるものの、セラミドシリアチンをセラミドとすることが難しく、セラミドの収量を増加させることができないという不都合がある。

本発明は、かかる不都合を解消して、セラミドの収量を増加させることができるセラミドの製造方法を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明のセラミドの製造方法は、原料となる魚肉を、ヘキサンとエタノールとからなる第１の混合溶媒中で撹拌し、セラミドとセラミドシリアチンとを該第１の混合溶媒中に抽出する工程と、該第１の混合溶媒を濾過して濾液を得る工程と、得られた濾液を減圧蒸留により乾固して、セラミドとセラミドシリアチンとの混合物を得る工程と、該乾固により得られたセラミドとセラミドシリアチンとの混合物を亜臨界状態の溶媒で処理する工程とを備えることを特徴とする。

本発明のセラミドの製造方法では、まず、原料となる魚肉を、ヘキサンとエタノールとからなる第１の混合溶媒中で撹拌し、セラミドとセラミドシリアチンとを該第１の混合溶媒中に抽出する。次に、第１の混合溶媒を濾過して濾液を得る。前記濾過により、前記第１の混合溶媒に含まれる魚肉の残渣を除去し、セラミドとセラミドシリアチンとを含む濾液を得ることができる。

次に、得られた濾液を減圧蒸留により乾固して、セラミドとセラミドシリアチンとの混合物を得る。前記濾液は、減圧蒸留することにより、セラミド又はセラミドシリアチンが分解されることなく、前記第１の混合溶媒を留去することができる。

次に、前記乾固により得られたセラミドとセラミドシリアチンとの混合物を、亜臨界状態の溶媒で処理する。このようにすると、前記セラミドシリアチンが前記亜臨界状態の溶媒により加水分解され、セラミドと、化学式Ｈ_２ＮＣＨ_２ＣＨ_２（ＰＯ）（ＯＨ）_２で示される２－アミノエチルホスホン酸とが得られる。

尚、前記亜臨界状態の溶媒とは、その溶媒の沸点以上臨界温度未満の温度域で加圧することにより液体状態を保っている溶媒を意味する。例えば、水の場合、前記亜臨界状態の水とは、水の沸点である１００℃以上で、水の臨界温度である３７４℃未満の温度域で加圧することにより液体状態を保っている水を意味する。

従って、本発明の製造方法によれば、従来セラミドシリアチンとして得られていた成分もセラミドとすることができ、十分な量のセラミドを得ることができる。

本発明の製造方法において、前記亜臨界状態の溶媒は、水、エタノール、水－エタノール混合溶媒からなる群から選択される１種の溶媒であり、いずれの溶媒を用いても、セラミドシリアチンを加水分解することができる。

本発明の製造方法で得られたセラミドは、例えば、前記セラミドとセラミドシリアチンとの混合物を前記亜臨界状態の溶媒で処理して得られた処理物に、ヘキサンとエタノールと水とからなる第２の混合溶媒を加え、撹拌した後、静置することにより、該第２の混合溶媒をヘキサン相とエタノール－水相とに分離する工程と、該ヘキサン相を乾固してセラミドを得る工程とにより回収することができる。

本発明の製造方法を示す工程図。 本発明の製造方法で得られたリン脂質のガスクロマトグラム。 図２に示すガスクロマトグラムのピーク１のマススペクトル。 本発明の製造方法で得られたリン脂質を亜臨界状態の水を用い２００℃で９０分間処理して得られた成分のガスクロマトグラム。 図４に示すガスクロマトグラムのピーク１のマススペクトル。 図４に示すガスクロマトグラムのピーク３のマススペクトル。 図４に示すガスクロマトグラムのピーク１０のマススペクトル。 図４に示すガスクロマトグラムのピーク１１のマススペクトル。 図４に示すガスクロマトグラムのピーク１３のマススペクトル。 本発明の製造方法で得られたリン脂質を亜臨界状態の水を用い２００℃で６０分間処理して得られた成分のガスクロマトグラム。 図１０に示すガスクロマトグラムのピーク１のマススペクトル。 本発明の製造方法で得られたリン脂質を亜臨界状態のエタノールを用い２００℃で６０分間処理して得られた成分のガスクロマトグラム。 図１２に示すガスクロマトグラムのピーク１のマススペクトル。 本発明の製造方法で得られたリン脂質を亜臨界状態の水－エタノール混合溶媒を用い２００℃で６０分間処理して得られた成分のガスクロマトグラム。 図１４に示すガスクロマトグラムのピーク１のマススペクトル。

次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。

図１に示すように、本実施形態のセラミドの製造方法では、まず、反応容器に収容された原料の魚肉１に、第１の混合溶媒２を添加して、撹拌、混合することにより、第１の混合液３を得る。

魚肉１としては、例えば、真イカ、ヤリイカ、剣先イカ等を２日間天日乾燥し、さらに温風乾燥機により４０℃で４８時間乾燥した乾燥品を裁断し、さらに粉砕した粉末を用いることができる。前記粉末は、例えば、約１０質量％の水分を含み、５００μｍ以下の粒子径を備えている。また、第１の混合溶媒２は、ヘキサンとエタノールからなり、例えば、エタノール１００質量部に対し、ヘキサンを５５～６５質量部の範囲で含んでいる。

次に、反応容器中で、１０ｇの魚肉１に対し、第１の混合溶媒２を例えば６０～１２０ｍｌ添加し、１～４時間撹拌、混合する。このようにすることにより、魚肉１に含まれるセラミドとセラミドシリアチンとが第１の混合溶媒２に抽出されて、第１の混合液３が得られる。

本実施形態では、次に、第１の混合液３を濾過し、第１の混合液３に含まれる魚肉の残渣等を除去し、セラミドとセラミドシリアチンとを含む濾液４を得る。そして、濾液４を蒸発乾固させることにより、セラミドとセラミドシリアチンとをリン脂質（スフィンゴリン脂質）として含む固体５を得る。前記蒸発乾固は、例えば、ロータリーエバポレーター等を用いて濾液４を減圧蒸留し、第１の混合溶媒２を留去することにより行うことができる。

次に、固体５に含まれる成分をＧＣ／ＭＳにより分析した。ＧＣ／ＭＳは、固体５を試料として、日本電子株式会社製ガスクロマトグラフ飛行時間質量分析計（型式：ＪＭＳ－Ｔ１００ＧＣＶ型）により、内径０．２５ｍｍ、長さ３０ｍの無極性カラム（商品名：ＩｎｅｒｔＣａｐ１）を用い、１００℃に１０分間保持した後、１０℃／分の昇温速度で３００℃まで昇温し、３００℃に２５分保持する条件で行った。キャリアガスは１．０ｍｌ／分のヘリウムを用い、スプリット比１０：１、注入口温度は３１０℃とし、イソブタンを反応試薬とする化学イオン化法により行った。

固体５のガスクロマトグラムを図２に、図２に示すガスクロマトグラムのピーク１のマススペクトルを図３にそれぞれ示す。

図３の質量電荷比（ｍ／ｚ）３１５．１のピークはスフィンゴミエリンと同定され、図２にガスクロマトグラムを示す固体５は、スフィンゴミエリンと同様のスフィンゴリン脂質であるセラミドシリアチンと、その一部が遊離してなるセラミドとの混合物であると推定される。

本実施形態では、次に、固体５を亜臨界状態の水（亜臨界水）で処理する（図１に亜臨界水処理６として示す）。亜臨界水処理６は、所定量の固体５と所定量の水とを密封容器に収容し、水の沸点（１００℃）以上臨界温度（３７４℃）未満の温度に加熱することにより行う。このようにすると、前記密封容器内で前記水が液相と気相とに分離する一方、気相の水により容器内が０．４～２２ＭＰａの圧力で加圧されることとなり、液相の水が亜臨界状態の水となる。

本実施形態では、亜臨界水処理６を２００℃で９０分間行うことにより、前記セラミドシリアチンが前記亜臨界水中で処理されることにより加水分解され、セラミドと、化学式Ｈ_２ＮＣＨ_２ＣＨ_２（ＰＯ）（ＯＨ）_２で示される２－アミノエチルホスホン酸とが得られた。

次に、固体５に２００℃で９０分間の亜臨界水処理６を行うことにより得られた成分をＧＣ／ＭＳにより分析した。ＧＣ／ＭＳは、固体５に２００℃で９０分間の亜臨界水処理６を行うことにより得られた成分を試料とする以外は、固体５を試料とする場合と全く同一にして行った。

固体５の２００℃で９０分間の亜臨界水処理６を行うことにより得られた成分のガスクロマトグラムを図４に、図４に示すガスクロマトグラムのピーク１のマススペクトルを図５に、図４に示すガスクロマトグラムのピーク３のマススペクトルを図６に、図４に示すガスクロマトグラムのピーク１０のマススペクトルを図７に、図４に示すガスクロマトグラムのピーク１１のマススペクトルを図８に、図４に示すガスクロマトグラムのピーク１３のマススペクトルを図９に、それぞれ示す。

図５の質量電荷比（ｍ／ｚ）３１５．１のピークに対応する成分は、図３の質量電荷比（ｍ／ｚ）３１５．１のピークに対応する成分と同一であってスフィンゴミエリンと同定される。また、図４のピーク１は、図２のピーク１とほぼ同量であり、スフィンゴミエリンは２００℃で９０分間の亜臨界水処理６によっては加水分解を受けないものと推定される。

一方、図６の質量電荷比（ｍ／ｚ）３４２．１のピークに対応する成分は、２－アミノエチルホスホン酸と同定され、図７の質量電荷比（ｍ／ｚ）５６４．５のピークに対応する成分は、セラミド（ｄ１６：１／１６：０）、図８の質量電荷比（ｍ／ｚ）５９２．５のピークに対応する成分は、セラミド（ｄ１８：１／１６：０）、図９の質量電荷比（ｍ／ｚ）６０２．５のピークに対応する成分は、セラミド（ｄ１９：３／１６：０）と同定される。また、図４のピーク３、１０、１１、１３は、図２にも見られ、固体５は前述のように、セラミドとセラミドシリアチンとを含むことが明らかである。

また、図４のピーク３、１０、１１、１３は、図２の対応するピークよりも増加していることが明らかである。従って、図２～９から、固体５に含まれるセラミドシリアチンが、亜臨界水処理６により加水分解を受け、２－アミノエチルホスホン酸とセラミドとが生成していることが明らかである。

尚、セラミドは、次の一般式（３）（Ｒ^１、Ｒ^２は不飽和であってもよい炭化水素基を示す）において、ＸがＨである場合として表され、長鎖塩基（ＬＣＢ）の炭素数をＡ、炭素－炭素二重結合数をＢ、不飽和脂肪酸（ＦＡ）の炭素数をＣ、炭素－炭素二重結合数をＤとして、ｄＡ：Ｂ／Ｃ：Ｄ（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは０以上の整数）のように記載することができる。

本実施形態では、次に、固体５に２００℃で６０分間の亜臨界水処理６を行うことにより得られた成分をＧＣ／ＭＳにより分析した。ＧＣ／ＭＳは、固体５に２００℃で６０分間の亜臨界水処理６を行うことにより得られた成分を試料とする以外は、図２に示す、固体５を試料としてＧＣ／ＭＳにより分析する場合と全く同一にして行った。

固体５に亜臨界水処理６を２００℃で６０分間行うことにより得られた成分のガスクロマトグラムを図１０に、図１０に示すガスクロマトグラムのピーク１のマススペクトルを図１１に、それぞれ示す。

本実施形態では、次に、亜臨界水処理６における溶媒を１００％エタノールに代えた以外は亜臨界水処理６と同様にして、固体５を亜臨界状態の１００％エタノール中、２００℃で６０分間処理することにより得られた成分をＧＣ／ＭＳにより分析した。ＧＣ／ＭＳは、固体５に亜臨界水状態の１００％エタノールによる処理を２００℃で６０分間行うことにより得られた成分を試料とする以外は、図２に示す、固体５を試料としてＧＣ／ＭＳにより分析する場合と全く同一にして行った。

固体５に亜臨界水状態の１００％エタノールによる処理を２００℃で６０分間行うことにより得られた成分のガスクロマトグラムを図１２に、図１２に示すガスクロマトグラムのピーク１のマススペクトルを図１３に、それぞれ示す。

本実施形態では、次に、亜臨界水処理６における溶媒をエタノール－水混合溶媒（１００％エタノール：水＝２：１（容積比））に代えた以外は亜臨界水処理６と同様にして、固体５を亜臨界状態のエタノール－水混合溶媒中、２００℃で６０分間処理することにより得られた成分をＧＣ／ＭＳにより分析した。ＧＣ／ＭＳは、固体５に亜臨界水状態のエタノール－水混合溶媒による処理を２００℃で６０分間行うことにより得られた成分を試料とする以外は、図２に示す、固体５を試料としてＧＣ／ＭＳにより分析する場合と全く同一にして行った。

固体５に亜臨界水状態のエタノール－水混合溶媒による処理を２００℃で６０分間行うことにより得られた成分のガスクロマトグラムを図１４に、図１４に示すガスクロマトグラムのピーク１のマススペクトルを図１５に、それぞれ示す。

図１１及び図１５から、固体５に亜臨界水状態の水又は１００％エタノールによる処理を２００℃で６０分間行うことにより得られた成分は、質量電荷比（ｍ／ｚ）＝５６４のピークに対応する成分を含んでいることが明らかである。図１１及び図１５における質量電荷比（ｍ／ｚ）＝５６４のピークに対応する成分は、図７における質量電荷比（ｍ／ｚ）＝５６４．５のピークに対応する、すなわちセラミド（ｄ１６：１／１６：０）に相当すると考えられる。

一方、図１３から、固体５に亜臨界水状態のエタノール－水混合溶媒による処理を２００℃で６０分間行うことにより得られた成分は、質量電荷比（ｍ／ｚ）＝５９３のピークに対応する成分を含んでいることが明らかである。図１３における質量電荷比（ｍ／ｚ）＝５９３のピークに対応する成分は、図８における質量電荷比（ｍ／ｚ）＝５９２．５のピークに対応する成分、すなわちセラミド（ｄ１８：１／１６：０）に相当すると考えられる。

以上のように、亜臨界水状態の溶媒として、水又は１００％エタノールを用いる場合と、エタノール－水混合溶媒を用いる場合とで検出される成分は異なるものの、いずれも図４に示すガスクロマトグラムのピークのマススペクトルを構成する成分である。従って、本実施形態の製造方法では、臨界状態の溶媒として、水、１００％エタノール、水－エタノール混合溶媒のいずれの溶媒を用いても、セラミドシリアチンを加水分解することができることが明らかである。

本実施形態では、次に、固体５に対する亜臨界水処理６により得られた処理物を分液ロートに収容し、第２の混合溶媒を添加して、第２の混合液７を得る。第２の混合溶媒１１は、ヘキサンとエタノールと水とからなり、例えば、エタノール１００質量部に対し、ヘキサンを１００～２００質量部、水を３～５０質量部の範囲で含んでいる。

次いで、第２の混合液７を、撹拌した後、静置する。このようにすると、第２の混合液７は分液ロート中で有機相８としてのヘキサン相と、エタノール－水相９とに分離する。

ここで、有機相８にはセラミドが含まれており、エタノール－水相９には微量のセラミドと２－アミノエチルホスホン酸とが含まれている。そこで、有機相８とエタノール－水相９とを分離し、有機相８を蒸発乾固することによりセラミド１０を得ることができる。有機相８の蒸発乾固は、濾液４の蒸発乾固と同様にして行うことができる。

一方、エタノール－水相９には、微量のセラミドと２－アミノエチルホスホン酸とが含まれているので、エタノール－水相９にヘキサンを加え、撹拌した後、静置し、再び有機相８としてのヘキサン相とエタノール－水相９とに分離し、有機相８を蒸発乾固する操作を少なくとも１回行うことが好ましい。このようにすることにより、エタノール－水相９中に含まれるセラミドを回収することができ、全体としてのセラミドの収率をさらに向上させることができる。

尚、本実施形態では、有機相８とエタノール－水相９との分離を分液ロートにより行っているが、工業的に行う場合には、例えば、向流多段抽出法等の方法により行うことができる。

１…魚肉、 ２…第１の混合溶媒、 ３…第１の混合液、 ４…固体（リン脂質）、 ６…亜臨界水処理、 ７…第２の混合液、 ８…有機相、 １０…セラミド。

Claims (3)

1. 原料となる魚肉を、ヘキサンとエタノールとからなる第１の混合溶媒中で撹拌し、セラミドとセラミドシリアチンとを該第１の混合溶媒中に抽出する工程と、
   該第１の混合溶媒を濾過して濾液を得る工程と、
   得られた濾液を減圧蒸留により乾固して、セラミドとセラミドシリアチンとの混合物を得る工程と、
   該乾固により得られたセラミドとセラミドシリアチンとの混合物を亜臨界状態の溶媒で処理する工程とを備えることを特徴とするセラミドの製造方法。
2. 請求項１記載のセラミドの製造方法において、
   前記亜臨界状態の溶媒は、水、エタノール、水－エタノール混合溶媒からなる群から選択される１種の溶媒であることを特徴とするセラミドの製造方法。
3. 請求項１又は請求項２記載のセラミドの製造方法において、
   前記セラミドとセラミドシリアチンとの混合物を亜臨界水で処理して得られた処理物に、ヘキサンとエタノールと水とからなる第２の混合溶媒を加え、撹拌した後、静置することにより、該第２の混合溶媒をヘキサン相とエタノール－水相とに分離する工程と、
   該ヘキサン相を乾固してセラミドを得る工程とを備えることを特徴とするセラミドの製造方法。