JPH02215393A - キトサン分解物の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、キトサン分解物の製造法およびそれを有効成
分とする食品用保存剤に関し、詳しくはキトサン産生能
を有する微生物菌体のアルカリ処理物を加水分解するこ
とよりなるキトサン分解物の製造法およびそれを有効成
分とする食品用保存剤に関する。

〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕近年
、食品添加物の安全性についての基準が厳しくなるにつ
れ、天然の食品添加物が注目され、多くの研究がなされ
ている。その中の１つにキトサンがある。

キトサンを食品用保存剤として使用する場合、エビやカ
ニなどの甲殻類に含有されるキチンを化学的に脱アセチ
ル化することにより得られるキトサンを醜分解または酵
素分解によって低分子化した後、使用する方法（特開昭
６３−２５１０７２号公報、同６２−８３８７７号公報
）が知ら八ている。

一方、微生物の中には細胞壁成分として、キチンでなく
キトサンそのものを含むものがあることが報告されてお
り、例えばケカビ目（Ｍｕｃｏｒａ　１ｅｓ）糸状菌で
あるユミケカビ（Ａｂｓ　ｉｄ　ｉａ）　＋シャジクケ
カビ（Ａｃｔｉｎｏｍｕｃｏｒ）　＋コウガイケカビ（
Ｃｈｏａｎｅｐｈｏｒａ）　。

シルシネラ（Ｃｉｒｃｉｎｅｌｌａ）　ｒ　ヶカビ（Ｍ
ｕｃｏｒ）　＋ヒゲカビ（Ｐｈｙｃｏｎ＋ｙｃｅｓ）　
＋　クモノスカビ（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ）　＋ザイゴルハ
インカス（Ｚｙｇｏｒｈｙｎｃｈｕｓ）などがある（第
３回キチン・キトサン・シンポジウム、キチン・キトサ
ン関連酵素講演要旨集ｐｓｏ、　１９８８　；キチン・
キトサンの開発と応用、　ｐ２２．１９８７）、このよ
うな微生物のキトサンが利用できるのであれば、甲殻類
のキトサンにおわるキトサン供給源となり、資源の拡大
が図れると同時に脱アセチル化工程を省略できるため、
コストの低減化も可能となり、処理工程で排出される高
ＢＯＤ廃液を生じない点でも優れたキトサン原料となる
。

しかしながら、現在までに微生物由来のキ・トサンを食
品用保存剤として利用する試みはない、また、従来のキ
トサンがキチンを化学的に脱アセチル化して得られるも
のであるのに対して、もともと生物的に生合成された微
生物由来のキトサンは生物的な活性を利用する食品用保
存剤において、従来のキトサンとは異なる優れた効果を
期待できると考えられる０例えば、キトサンを低分子化
して抗凹性をさらに増加させることが知られている（フ
ードケミカル、２月号、　ｐ２２．１９８８）が、これ
らのキトサンまたはキトサン分解物は商品に添加するこ
とにより沈澱やうるみを生じることなどの問題点があり
、使用範囲が制限されていた。微生物由来のキトサンが
これら問題点を解決できれば、従来のキトサンを利用し
た食品用保存剤よりも使用範囲の広い傍れた保存剤を開
発できる。

（課題を解決するための手段〕 そこで、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、特定の微
生物より抽出したキトサンを主成分とする菌体抽出物の
加水分解物が甲殻類由来のキトサン分解物よりも強い抗
菌性を有し、かつ食品用保存剤としての沈澱やうるみの
改善に役立つことを見出し、本発明を完成するに至った
。

すなわち、本発明はキトサン産生能を有する糸状菌の培
養物から得た菌体をアルカリ性条件下で加熱処理し、得
られたアルカリ処理菌体を加水分解することを特徴とす
るキトサン分解物の製造法を提供すると共に、該キトサ
ン分解物を有効成分とする食品用保存剤を提供するもの
である。

本発明に用いる微生物は、キトサン産生能を有する糸状
菌であればいずれでもよいが、キトサンを含有している
ケカビ目糸状菌、例えばクモノスカビ（Ｒｈｉｚｏｐｕ
ｓ）　ｒヶカビ（Ｍｕｃｏｒ）が好ましく、特にキトサ
ン含有量の高いユミケカビ（＾ｂｓｉｄｉａ）が好まし
い。微生物の培養方法は、通常の糸状菌を培養する方法
によればよい。

本発明に係るキトサン分解物は、上記微生物の菌体をア
ルカリ性条件下で加熱処理し、得られたアルカリ処理菌
体を加水分解することにより得られる。その方法を以下
に詳述する。

まず、培養終了後の菌体または破砕菌体を１〜２０％（
ｗ／ν）、好ましくは２〜４％（ｗ／ｖ）の水酸化ナト
リウム水溶液にて１００〜１２０℃で１５〜６０分間加
熱処理する。水酸化ナトリウム水溶液量は、菌体１ｋｇ
当り１０１以上が望ましい。このアルカリ性条件下での
加熱処理法は、Ａｐｐｌｉｅｄａｎｄ　Ｍｉｃｒｏｂｉ
ｏｌｏｇｙ、　ａｓ、　３２３　（１９７９）　；　Ｐ
ｒｏｃｅｓｓＢｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ＋　１９＋　３
８　（１９８４）　；農芸化学会誌。

６２、１４６３　（１９８８）に記載されている。この
アルカリ処理を数回繰返したり、あるいはアルカリ処理
後、菌体を破砕し、次いでアルカリ処理を繰返す方法な
どを適宜組み合せることにより菌体抽出物の収率を向上
させることができる。アルカリ処理した菌体は、濾過あ
るいは遠心により分離回収した後、水洗を繰り返して残
存するアルカリを除くか、または酢酸や塩酸などの酸で
中和した後に水洗する。

このようにして得られたアルカリ処理菌体を必要に応じ
て酸により処理し、キトサンを主成分とする菌体抽出物
を得る。抽出処理に用いる酸は、一般に食品に使用され
る酢酸、乳酸、クエン酸、リンゴ酸または塩酸などをあ
げることができる。酸濃度は酢酸、乳酸を用いる場合、
２％（ｗ／ｖ）以上、クエン酸、リンゴ酸を用いる場合
は６％（ｗ／ｖ）以上、塩酸を用いる場合はＩＮ以上が
好ましい。いずれの酸を用いる場合でも、アルカリ処理
菌体乾重量１ｋｇに対し各酸溶液は１０１以上とするこ
とが望ましい。このとき、磨砕機、ホモジナイザー趨音
波破砕機等によってさらに菌体を破砕し、効率よく抽出
できるようにすることが好ましい、その後、不溶物質を
遠心分離または濾過により除き、上清あるいは濾液を水
酸化ナトリウムで弱アルカリ性とし析出を行なうことに
よりキトサンを生成分とする菌体抽出物を得ることがで
きる。

次いで、本発明では、前記アルカリ処理菌体もしくは上
記方法で得られたキトサンを主成分とする菌体抽出物を
加水分解してキトサン分解物を得る。加水分解は酸を用
いる方法および酵素を用いる方法のいずれでもよい。

酸加水分解に使用する酸としては、有機酸、無機酸のい
ずれでもよいが、得られるキトサン加水分解物を食品に
添加することを考慮すると酢酸。

乳酸、クエン酸、リンゴ酸あるいは塩酸が好ましい。酸
加水分解の条件は、酢酸を用いる場合はアルカリ処理菌
体もしくは菌体抽出物を酢酸濃度０．１〜１０％（ｗ／
ｖ）で１００〜１２０℃、５〜１８０分間加水分解処理
すればよい、乳酸、クエン酸、リンゴ酸などの有機酸を
用いる場合も酢酸濃度と同様の酸濃度にすれば、上記の
条件が適用できる。また、塩酸を用いる場合は、塩酸濃
度０．０５〜２．ＯＮで１００〜１２０°Ｃ５３〜１８
０分間加水分解処理すればよい、また、酵素加水分解の
場合は、アルカリ処理菌体もしくは菌体抽出物に対して
０．１％（ｗ／ｖ）以上、好ましくは０．５〜５％（ｗ
／ｖ）の酢酸を含むｐＨ３〜５の溶液にキトサナーゼ、
ペクチナーゼ、セルラーゼ、プロテアーゼなどの酵素製
剤をｏ、ｏｏｉ％（ｗ／ｖ）以上、好ましくは０．００
５〜０．０５％（ｗ／ｖ）添加し、４０〜６０″Ｃで１
時間以上の加水分解処理を行えばよい。このようにして
キトサン分解物が得られる。

本発明の食品用保存剤は、上記の如くして得られるキト
サン分解物を有効成分とするものである。

なお、キトサン分解物として酸により加水分解処理した
ものを用いる場合、酸分解物をそのまま食品に添加して
もさしつかえないが、食品への影響を加味して水酸化ナ
トリウム等でｐＨ３〜６に調整してから添加するのが望
ましい。また、キトサン分解物として酵素により加水分
解処理したものを用いる場合、分解液を加熱して酵素を
失活させたもの、分解液を分離・精製したもの、あるい
は酸に溶解させたものを使用するのが望ましい、キトサ
ン分解物を食品用保存剤として食品に添加する際の形状
は、液体、ペースト状、粉末状、顆粒状などのいずれの
形状でもよく、添加量は菌体抽出物の固形分として０．
０００１〜０．５％（ｗ／ｖ）を目安とすればよい。

〔実施例〕９ 次に、試験例および実施例をあげて本発明を具体的に説
明するが、本発明はそれのみに限定されることはない。

実施例１ グルコースｌＯ％（Ｗ／Ｖ）　、ペフトン２％、硫酸ア
ンモニウム０．２％、硝酸カリウム０．２％、硫酸マグ
ネシウム（７水和物）０．０５％、塩化カルシウム（２
水和物）　０．０５％を含む培地２ＯｆｐＨ４，５を３
０ｆｆｉ容発酵槽に入れ、加熱殺菌し冷却した後、ポテ
ト・デキストロース寒天培地（メルク社製）に３０℃で
１週間生育させたアブシディア・コエルレア（Ａｂｓｉ
ｄｉａ　ｃｏｅｒｕｌｅａ）　ｉ　Ｆ　Ｏ４４３５株の
胞子２Ｘ１０”個を接種し、２８°Ｃ９通気２゜ｊ！／
ａ＋ｉｎ、攪拌速度１５０ｒｐ−で３日間培養を行った
。得られた菌体２９８ｇに対し４％（ｗ／ｖ）の水酸化
ナトリウム水溶液６ｉを加えて１００℃で１時間処理し
た後、菌体を分離し、さらに４％水酸化ナトリウム水溶
液６ｉを加えて１００℃で１時間処理した。得られたア
ルカリ処理菌体を圧搾し分離した後、水に懸濁して残留
する水酸化ナトリウムを塩酸で中和し、水洗した０次い
で、得られたアルカリ処理菌体７７．８ｇを２％（ｗ／
ｖ）酢酸５０２に懸濁し、ホモジナイザーで破砕して可
溶化成分を溶解した後、不溶性成分を遠心分離により除
去した。得られた酢酸抽出液を水酸化ナトリウムでｐＨ
８，５とし、生じた析出物を水洗して菌体抽出物５９．
６ｇを得た。

次に、上記で得られたキトサンを主成分とする菌体抽出
物を以下の方法で加水分解した。菌体抽出物３ｇを４．
５％（ｗ／ｖ）酢酸溶液９０ｄに溶解し、１２０℃で６
０分間加圧加熱処理して加水分解を行った。次いで、水
酸化ナトリウムでＰＨ４，５に調整した後、水を加えて
全量を１００Ｊｄとした。

この時点で生じた沈澱を濾過により除去し、キトサン分
解物Ｂを得た。一方、菌体抽出物３ｇを４．５％（ｗ／
ｖ）酢酸溶液９０−に溶解し、ペクチナーゼ酵素剤スミ
チームＡＰ２（新日本化学工業■製）を０．０４ｇ加え
、５５℃恒温水槽中でゆっくり攪拌しながら２０時間反
応させた０反応終了後、沸とう水中に５分間保ち酵素を
失活させ、水酸化ナトリウムでｐＨ４，５とした後、水
を加えて全量を１００−とじ、キトサン分解物りを得た
。

試験例１ 実施例１で得られたキトサン分解物ＢおよびＤの酵母に
対する抗菌力を以下の方法により比較した。対照として
、甲殻類由来キトサン（東京化成工業株式会社製）を実
施例１と同様の方法で酸により加水分解したキトサン分
解物Ａおよび酵素により加水分解したキトサン分解＃ｙ
ＪＣを用いた。

酵母培地〔グルコース５％（Ｗ／Ｖ）　、塩化アンモニ
ウム０．５％、リン酸１カリウム０．１％、硫酸マグネ
シウム（７水和物）０．０５％、塩化カルシウム（２水
和物）０．０１％、塩化ナトリウム０．０１％、ｐＨ４
，５）を１２１°Ｃで１５分間殺菌後、実施例１で得ら
れたキトサン分解物ＢおよびＤと対照のキトサン分解物
ＡおよびＣを、第１表に示した所定量添加゛した。ここ
に、上記酵母培地と同じ組成の培地で２４時間培養した
キャンディダ・ユティリス（Ｃａｎｄｉｄａ　ｕｔｉｌ
ｉｓ）　　Ｉ　Ｆ　０　０６３９を５Ｘ１０’ｃｅｌｌ
／ｍ接種し、３０°Ｃで３０時間振とう培養した。抗菌
力の判定は、供試歯が生育した場合十、生育しなかった
場合−とした。この結果を第１表に示す。

第１表 第１表より明らかなように、キトサン分解物ＢおよびＤ
は０．０１０％（ｖ／ｖ）の添加で供試閑の生育を抑制
したにもかかわらず、キトサン分解物ＡおよびＣは供試
歯の生育を抑制するのに０．１％（ｖ／ｖ）もの添加が
必要であった。このことから、微生物由来のキトサン分
解物の液体培養における酵母に対する抗菌力は、甲殻類
由来のキトサン分解物の抗菌力の１０倍であることがわ
かった。

試験例２ 実施例１および試験例１で得られたキトサン分解物Ａ−
Ｄについて、乳酸菌に対する抗菌力を以下の方法で比較
した。

中角培地（朝日麦芽株式会社製）に寒天を１％添加した
培地を試験管に１０ＩＩＩｉ分注し、キトサン分解物Ａ
−Ｄを第２表に示した所定量添加した後、１２１℃で１
５分間殺菌した。４０℃に下がったところで乳酸菌ラク
トバチルス・ブランクラム（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕ
ｓ　　Ｐ」」シＬすし乙隻二）　　　Ｉ　　Ｆ　Ｏ３０
７０の懸濁液を１％（ｖ／ｖ）添加して攪拌後、シャー
レに分取し、３０℃で３日間培養した。抗菌力の判定は
、供試歯が生育した場合＋、生育しなかった場合−とし
た、この結果を第２表に示す。

第２表 第２表上ら明らかなように、キトサン分解物ＢおよびＤ
は０．５％（ｖ／ｖ）の添加で乳酸菌の生育を抑えたの
に対し、キトサン分解物ＡおよびＣは乳酸菌の生育を抑
えるのに１．０％（ｖ／ｖ）の添加が必要だった。この
ことから、微生物由来のキトサン分解物は固体培地にお
ける乳酸菌に対して、甲殻類由来のキトサン分解物の２
倍の抗菌力を有することがわかった。

試験例３ 試験例２において、供試歯を枯草菌バチルス・ズブチリ
ス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ　５ｕｂｔｉｌｉｓ）　　Ｉ　Ｆ
　０　３００９株を用い、培地をパールコア標準寒天培
地（栄研化学株式会社製）としたこと以外は試験例２と
同様にして、枯草菌に対する抗菌性試験を行った。

この結果を第３表に示す。

第３表 第３表より明らかなように、微生物由来のキトサン分解
物は固体培地における枯草菌に対して、甲殻類由来のキ
トサン分解物の２倍の抗菌力を有することがわかった。

試験例４ キトサンを食品用保存剤として用いる場合、沈澱やうる
みの生成による商品価値の劣化が問題となる。試験例１
〜３の結果から明らかなように、微生物由来のキトサン
分解物は甲殻類由来のキトサン分解物よりも強い抗菌力
を示した。そのため、食品用保存剤として使用する場合
、甲殻類のキトサン分解物と同じ抗菌力を有するように
希釈することにより同じ保存効果を有しつつ、その沈澱
やうるみを減少させることが期待できる。そこで、上記
試験例１〜３で用いたキトサン分解物をしよう油に添加
したときの濁度を測定し、沈澱やうるみの改善の目安と
した。

試験例１で得られたキトサン分解物ＡおよびＣと、実施
例１で得られたキトサン分解物Ｂおよびり、これを２倍
に希釈したもの、５倍に希釈したもの、１０倍に希釈し
たものを、市販しょう油を６．５倍に希釈した液に各々
３％（ν／ｖ）添加したＹの濁度をＯＤ、６゜にて測定
した。対照は、キトサン加水分解物の代わりに水を添加
した。この結果を第４表に示す。

第４表 第４表（続き） 第４表かられかるように、微生物由来のキトサン分解物
ＢまたはＤを希釈せずに添加した場合は甲殻類由来のキ
トサン分解物ＡまたはＣを添加した場合よりも濁度が高
かった。しかし、試験例１〜３の結果より、キトサン分
解物ＢおよびＤは液体培地における酵母に対してキトサ
ン分解物Ａふ′Ｊ７＜’Ｃの１０倍の抗菌効果を示すこ
とおよび固体培地における乳酸菌および枯草菌に対して
２倍の抗菌効果を示すことがわかっているので、キトサ
ン分解物ＢおよびＤをキトサン分解物ＡおよびＣと同等
の抗菌を持つように希釈して添加したところ、濁度はキ
トサン分解物ＡまたはＣを添加した場合よりも小さい値
を示した。このことは、微生物由来のキトサン分解物が
、重量当りの抗菌力が従来の甲殻類由来のキトサン分解
物に比べて高いばかりでなく、抗菌力当りの凝集作用が
少ないという特性があることも示している。従って、微
生物由来のキトサン分解物を食品用保存剤として利用す
れば、従来の甲殻類由来のキトサン分解物を利用した際
に問題となるうるみ、濁りを著しく減少させることがで
き、食品用保存剤としての利用範囲を拡大できると思わ
れる。

実施例２ 実施例１および試験例１で得られたキトサン分解物Ａ−
Ｄを用いて第５表に示した組成の白菜の浅漬けを作り、
２０℃で５日間保存試験を行った。

対照として、キトサン分解物無添加の漬液を用いて白菜
の浅漬けを作り、同様の保存試験を行った。

保存効果は、保存試験開始後０白目、１日目、３日目の
漬液の一部を採取し、ｌｌｌ１中の細菌数を測定し調べ
た。この結果を第６表に示す、また、漬液作成時の０Ｄ
ａａｏを測定し、うるみ、Ｗｌりの指標とした。この結
果を第５表に示す。

第６表 第６表から明らかなように、微生物由来のキトサン分解
物を甲殻類由来のキトサシ分解物と同濃度加えたものを
比べると、保存効果は明らかに微生物由来のキトサン分
解物を加えた方（試験区（２）。

（７）が優れていた。また、微生物由来のキトサン分解
物の添加量を減じた試験区（３）、　（４）、　（５）
、　（８）、　（９）。

Ｑ（Ｄでは添加量の減少に伴ない、白菜の保存効果およ
び濁度は減少した。しかし、微生物由来のキトサン分解
物Ｂおよびｐの保存効果は、甲殻類由来のキトサン分解
物ＡまたはＣの１１５の添加量で甲殻類由来のキトサン
分解物と同程度であること（試験区（４）、　（９））
およびその時の濁度を比較すると濁度が改善されている
ことがわかった。すなわち、微生物由来のキトサン分解
物は甲殻類由来のキトサン分解物と同等の保存効果を有
するように漬液に添加した場合、甲殻類由来のキトサン
分解物添加時に問題となる濁りを改善することができた
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、微生物を利用して効率よく低コストで
キトサン分解物を得ることができる。また、本発明の食
品用保存剤は、従来の甲殻類由来のキトサンを用いたも
のに比べ、高い抗菌力をもつと共に、抗菌力当りのうる
み、濁りの発生量が少ないので食品工業上有利なもので
ある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）キトサン産生能を有する糸状菌の培養物から得た
   菌体をアルカリ性条件下で加熱処理し、得られたアルカ
   リ処理菌体を加水分解することを特徴とするキトサン分
   解物の製造法。
2. （２）請求項１記載のキトサン分解物を有効成分とする
   食品用保存剤。