【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は、高粘度ヒアルロン酸の製造方法に関
する。
ヒアルロン酸は、鶏冠や臍の緒等の動物の結合
組織中に含まれている。そして、かかる結合組織
から抽出・精製して得た純度の高いヒアルロン酸
は、女性の肌を美しくする特効薬であることが知
られている。
しかし、いかに純度の高いヒアルロン酸であつ
ても、ヒアルロン酸が低分子に分解されてしまつ
たものであると、人の肌をなめらかにしたり、肌
の皺を延ばしたりする効果が天然状態のヒアルロ
ン酸に比べて低いことが種々の研究によつて明ら
かにされている。
すなわち、天然状態のヒアルロン酸は、高分子
状（分子量略150万〜250万）であり、このヒアル
ロン酸は高い粘度を示すのに対し、ヒアルロン酸
が分解して低分子となればなるほど粘度が低くな
る傾向にある。したがつて、当業界では、化粧品
原料として用いるヒアルロン酸の品質の良否は、
粘度が高いか低いかによつて判断しているのが現
状である。
しかして、ヒアルロン酸を抽出するには、前処
理として結合組織に酸やアルカリ剤又は酵素等を
添加し、結合組織中の蛋白質を分解させてヒアル
ロン酸を遊離の状態にしなければならない。
しかし、ヒアルロン酸は高分子の化合物である
から蛋白質を分解させる際、ヒアルロン酸も酸や
酵素の作用を受けて分解し、低分子のものになつ
てしまう。
そこで、従来より、ヒアルロン酸の分解を可及
的に低く押え、結合組織の蛋白質のみを分解する
研究がなされ、例えば、結合組織をその形状のま
ま加熱処理した後、細断し、而る後、プロテアー
ゼ処理する方法（特開昭52−105199号）等が提案
されている。
しかしながら、上記従来例によつても得られる
ヒアルロン酸はやはり蛋白分解酵素の作用を受け
て分解しており、期待する程の粘度を有しない。
このような問題を解決するために、本発明者等
は、先に「予め加熱処理したヒアルロン酸含有原
料をペースト化した後、プロテアーゼ処理する」
発明をした（特願昭58−117078号（特開昭60−
24194号））。
本発明者は、はじめ目的とする高粘度のヒアル
ロン酸を製造するには、特願昭58−117078号に係
る発明の方法が最適と考えていたが、研究を重ね
た結果、プロテアーゼ処理を１回行うだけでは、
蛋白質の分解が不十分であり、蛋白質が夾雑物と
して混入するのをさけられないため高粘度のヒア
ルロン酸が得にくいとの知見を得、この知見に基
づき本発明を完成したものである。すなわち、本
発明は特願昭58−117078号に係る発明の改良に関
するものであり、高粘度ヒアルロン酸を製造する
に際し、予め加熱処理したヒアルロン酸含有原料
をペースト化した後、プロテアーゼ処理して粗製
ヒアルロン酸を得、この粗製ヒアルロン酸を再び
加熱処理した後、プロテアーゼ処理することを特
徴とするものである。
化学的に純粋なヒアルロン酸は、次のような構
造式のものであり、
グルクロン酸とＮ−アセチルグルコサミンの二
糖を反復構成単位とする分子量50万〜250万の多
糖類である。
そして、このヒアルロン酸を食塩水中で処理す
ると、解離しているナトリウムイオンがヒアルロ
ン酸を構成するグルクロン酸のカルボキシル基と
結合し、ヒアルロン酸はナトリウム塩を形成し
て、ヒアルロン酸ナトリウムに変化する。
しかして、本発明でいうヒアルロン酸とは、上
述の化学的に純粋なヒアルロン酸ばかりでなく、
そのナトリウム塩も含むものである。
本発明においては、まず、ヒアルロン酸含有原
料を加熱処理して、原料中に含まれている蛋白質
を熱変性させる。本発明で使用する原料は、ヒア
ルロン酸が含まれている組織であれば特に制限が
なく、例えば、鶏冠（とさか）・臍の緒・眼球・
皮膚・軟骨等を挙げることができる。これらの原
料の中で、鶏冠は蛋白質の含量が略10％と低く、
蛋白質の分解が容易であるので、特に望ましい。
原料の加熱処理は如何なる方法をとつてもよい
が、熱水中に原料を浸漬する方法をとると能率よ
く行うことができる。加熱温度や時間は、原料中
の蛋白質が熱変性する範囲内であれば、特に制限
がなく、熱水による加熱法を採用する場合、60〜
100℃の熱水中に原料を20〜40分間浸漬するとよ
い。
尚、凍結した原料を用いる場合には、原料を流
水中等に入れて緩慢解凍した後、加熱処理する
と、高粘度のヒアルロン酸を得ることができる。
次に、加熱処理した原料をペースト化する。ペ
ースト化に先だち、原料を肉挽き用チヨツパーな
どで細断しておくと、ペースト化がしやすくな
る。ペースト化の一例を示せば、細断した原料
に、原料重量に対して略１〜３倍の清水を加え、
ホモゲナイザーにて10〜30分間ホモゲナイズを行
なえば、原料は粉砕・微粒子化され、ペースト状
に仕上げることができる。
次に、ペースト化した原料に蛋白（質）分解酵
素を添加し、一定温度条件下に一定時間保持して
プロテアーゼ処理する。使用する蛋白分解酵素
は、市販しているものであれば種類を問わず使用
することができ、一例を挙げれば、ペプシン・ト
リプシン・パパイン・ブロメリン・フイシン等が
あり、なるべく蛋白分解酵素の純度が高いものを
使用することが望ましい。蛋白分解酵素の添加量
は、原料に対して0.1〜0.5％が適当である。プロ
テアーゼ処理の温度と時間は35〜45℃で３〜10時
間の範囲が適当である。
尚、プロテアーゼ処理を行う場合、蛋白分解酵
素を最初に１回だけ添加する方法でもよいが、蛋
白分解酵素は経時的に活性を失う傾向にあるの
で、プロテアーゼ処理中に１〜２時間おきに蛋白
分解酵素を添加することが望ましい。
次に、プロテアーゼ処理したペーストからヒア
ルロン酸を抽出して、粗製のヒアルロン酸を得
る。ヒアルロン酸の抽出は、常法によればよく、
一例を挙げれば、プロテアーゼ処理したペースト
を過して固形物を除去し、得られた液に
CPC（塩化セチルピリジニウム）を添加してヒア
ルロン酸をCPCに吸着させて沈澱させる。そし
て、生じた沈澱物を分取し、分取した沈澱物を食
塩水中に溶解させた後、この食塩水中にエタノー
ルを添加して、再びヒアルロン酸を沈澱させ、生
じた沈澱物を分取すれば粗製のヒアルロン酸を得
ることができる。
最後に、得られた粗製のヒアルロン酸を加熱処
理した後プロテアーゼ処理し、而る後このヒアル
ロン酸を精製すれば、高粘度のヒアルロン酸を得
ることができる。粗製のヒアルロン酸の加熱処理
法の一例を示すと、このヒアルロン酸を清水中に
溶解させた後、60〜100℃で20〜40分間加熱する
方法がある。かかる加熱処理により、粗製のヒア
ルロン酸中に夾雑物として含まれている蛋白質が
熱変性をし、分解されやすくなる。加熱処理後の
プロテアーゼ処理は、先に開示したペースト化し
た原料をプロテアーゼ処理する場合と同条件で行
なえばよい。かかるプロテアーゼ処理により粗製
のヒアルロン酸中に含まれている蛋白質が完全に
分解されることとなる。ヒアルロン酸の精製法
は、常法によればよく、一例を示すと、プロテア
ーゼ処理が終了した溶液にエタノールを加え蛋白
質分解物等の不純物を沈澱させて除去し、而る
後、この溶液に食塩水を加えればヒアルロン酸が
沈澱するので、生じた沈澱物を分取すれば、精製
ヒアルロン酸を得ることができる。
尚、このようにして得られる精製ヒアルロン酸
は、ヒアルロン酸のみを単離した固形状のもので
あるから、化粧品原料とするときは、清水や油脂
に溶解させて使用する。
以上述べたように本発明によれば、予め加熱処
理したヒアルロン酸含有原料をペースト化するの
で原料中に含まれている蛋白質が蛋白分解酵素に
より分解されやすくなつている。したがつて、こ
のペーストをプロテアーゼ処理すれば蛋白分解酵
素は主として蛋白質の分解に作用するので、ヒア
ルロン酸を天然に近い状態のまま単離した粗製の
ヒアルロン酸を得ることができる。そして、この
粗製のヒアルロン酸を加熱処理した後、プロテア
ーゼ処理するので、ヒアルロン酸中に夾雑物とし
て含まれている蛋白質を完全に除去することがで
きる。尚、第２回目のプロテアーゼ処理において
は、ヒアルロン酸は遊離の状態にあるので、蛋白
分解酵素によりヒアルロン酸が分解を受けて低分
子化することはない。
したがつて、本発明によれば、後の試験例にも
示すように高粘度のヒアルロン酸を得ることがで
きる。
実施例
−20℃で30日間凍結保存した鶏冠６Kgを20℃の
流水中に入れ、２時間かけて緩慢解凍を行つた。
この鶏冠を80℃の熱水中に20分間浸漬した後、
取り出し、ミート・チヨツパー（網目３mm）にて
細断した。
細断した鶏冠に清水15を加え、ホモゲナイザ
ー（増幸産業(株)製「マスコロイダー」）にて鶏冠
組織を破砕・微粒子化して、鶏冠ペースト20Kgを
得た。
このペーストにプロテアーゼ（科研製薬(株)製
「アクチナーゼAS」）を8.5ｇ加え、40℃で２時間
酵素処理を行つた後、更にプロテアーゼ（前記の
ものと同じ）を8.5ｇを加え、40℃で２時間酵素
処理を行い、而る後、ペーストを過して液18
Kgを得た。
この液に10％CPC（塩化セチルピリジニウ
ム）水溶液900mlを添加して沈澱物を生じさせ、
この沈澱物を別した。得られた沈澱物を2.3％
食塩水10中に入れて溶解させた後、更にこの食
塩水にエタノール15を加えて再び沈澱物を生じ
させた。
この沈澱物を別・エタノール洗浄して粗製の
ヒアルロン酸を得た。
得られた粗製のヒアルロン酸を60℃の温水20
中に入れて溶解させて70〜80℃で15分間加熱処理
した後プロテアーゼ（前記のものと同じ）を4.5
ｇ加え、40℃で４時間酵素処理を行つた後、10％
CPC水溶液600mlを添加して沈澱物を生じさせ、
沈澱物を別した。得られた沈澱物を2.3％食塩
水10中に入れて溶解させた後、更にこの食塩水
中にエタノール15を加えて再び沈澱物を生じさ
せた。
この沈澱物を別・エタノール洗浄・真空乾燥
した結果、精製ヒアルロン酸5.4ｇが得られた。
試験例
次の三つの方法により、それぞれ精製ヒアルロ
ン酸を試作した。
対象区Ａ（ペースト化しない場合）
−20℃で30日間凍結保存した鶏完６Kgを20℃
の流水中に入れ、２時間かけて緩慢解凍を行つ
た。この鶏冠を80℃の熱水中に20分間浸漬した
後、取り出し、ミート・チヨツパー（網目１
mm）にかけて鶏冠を細断した。
この細断した鶏冠を用いて（ペースト化する
ことなく）以降に実施例と同じ方法でヒアルロ
ン酸の抽出・精製を行つた。
対象区Ｂ（ペースト化、酵素処理一度の場合）
−20℃で30日間凍結保存した鶏冠６Kgを20℃
の流水中に入れ、２時間かけて緩慢解凍を行つ
た。
この鶏冠を80℃の熱水中に30分間浸漬した
後、取り出し、ミート・チヨツパー（網目３
mm）にて細断した。
細断した鶏冠に清水15を加え、ホモゲナイ
ザー（増幸産業(株)製「マスコロイダー」）にて
鶏冠組織を破砕・微粒子化して、鶏冠ペースト
20Kgを得た。
このペーストにプロテアーゼ（科研製薬(株)製
「アクチナーゼAS」）を17ｇ加え、40℃で４時
間酵素処理を行つた後、ペーストを過して
液18Kgを得た。
この液に10％CPC水溶液900mlを添加して
沈澱物を生じさせ、沈澱物を別した。得られ
た沈澱物を2.3％食塩水10中に入れて溶解さ
せた後、更にこの食塩水にエタノール15を加
えて再び沈澱物を生じさせた。
この沈澱物を別・エタノール洗浄して粗製
のヒアルロン酸を得た。
得られた粗製のヒアルロン酸を2.3％食塩水
10中に入れて溶解させた後、更にこの食塩水
にエタノール15を加えて再び沈澱物を生じさ
せた。
この沈澱物を別・エタノール洗浄・真空乾
燥した結果、精製ヒアルロン酸を得た。
テスト区
実施例と同じ方法で、前処理及びヒアルロン
酸の抽出・精製を行つた。
上記三つの方法でヒアルロン酸の抽出・精製し
た場合における得られた精製ヒアルロン酸の粘度
を測定したところ、表−１の結果が得られた。
The present invention relates to a method for producing high viscosity hyaluronic acid. Hyaluronic acid is contained in connective tissues of animals such as cockscombs and umbilical cords. Highly pure hyaluronic acid extracted and purified from such connective tissue is known to be a magic medicine for beautifying women's skin. However, no matter how pure hyaluronic acid is, if hyaluronic acid has been broken down into low molecules, the effect of smoothing human skin and smoothing out wrinkles will be due to hyaluronic acid in its natural state. Various studies have revealed that it is lower than that of acids. In other words, hyaluronic acid in its natural state is a polymer (molecular weight approximately 1.5 million to 2.5 million), and this hyaluronic acid exhibits a high viscosity. It tends to be lower. Therefore, in the industry, the quality of hyaluronic acid used as a cosmetic raw material is determined by
Currently, judgment is made based on whether the viscosity is high or low. Therefore, in order to extract hyaluronic acid, it is necessary to add acids, alkaline agents, enzymes, etc. to the connective tissue as a pretreatment to decompose the proteins in the connective tissue and liberate hyaluronic acid. However, since hyaluronic acid is a high-molecular compound, when proteins are decomposed, hyaluronic acid is also degraded by the action of acids and enzymes and becomes a low-molecular compound. Therefore, research has been conducted to suppress the decomposition of hyaluronic acid as low as possible and decompose only the proteins in the connective tissue. , a protease treatment method (Japanese Unexamined Patent Publication No. 105199/1983), etc. have been proposed. However, the hyaluronic acid obtained by the above-mentioned conventional example is still decomposed by the action of proteolytic enzymes and does not have the expected viscosity. In order to solve such problems, the present inventors first ``prepared a heat-treated hyaluronic acid-containing raw material into a paste, and then treated it with a protease.''
Invented (Patent Application No. 117078, 1982)
No. 24194)). The present inventor initially thought that the method of the invention related to Japanese Patent Application No. 117078/1983 was the most suitable for producing the desired high-viscosity hyaluronic acid, but as a result of repeated research, the protease treatment was If you just do it once,
The present invention was completed based on the knowledge that high viscosity hyaluronic acid is difficult to obtain because protein decomposition is insufficient and protein cannot be avoided as a contaminant. That is, the present invention relates to an improvement of the invention disclosed in Japanese Patent Application No. 117078/1983. In producing high-viscosity hyaluronic acid, a hyaluronic acid-containing raw material that has been heat-treated in advance is made into a paste, and then treated with protease to form a crude product. The method is characterized in that hyaluronic acid is obtained, this crude hyaluronic acid is heat treated again, and then treated with protease. Chemically pure hyaluronic acid has the following structural formula: It is a polysaccharide with a molecular weight of 500,000 to 2,500,000 whose repeating constituent units are disaccharides of glucuronic acid and N-acetylglucosamine. When this hyaluronic acid is treated in saline, the dissociated sodium ions combine with the carboxyl group of glucuronic acid that constitutes hyaluronic acid, forming a sodium salt and changing to sodium hyaluronate. Therefore, the hyaluronic acid referred to in the present invention refers not only to the above-mentioned chemically pure hyaluronic acid, but also to
It also includes its sodium salt. In the present invention, first, a hyaluronic acid-containing raw material is heat-treated to thermally denature the protein contained in the raw material. The raw materials used in the present invention are not particularly limited as long as they contain hyaluronic acid, and examples include cockscombs, umbilical cords, eyeballs,
Examples include skin and cartilage. Among these raw materials, chicken comb has a low protein content of approximately 10%.
It is particularly desirable because the protein can be easily degraded.
Although any method may be used for the heat treatment of the raw materials, it can be carried out efficiently by immersing the raw materials in hot water. There are no particular restrictions on the heating temperature or time as long as the protein in the raw material is thermally denatured.
It is best to soak the raw material in hot water at 100°C for 20 to 40 minutes. In addition, when using a frozen raw material, high viscosity hyaluronic acid can be obtained by placing the raw material in running water, thawing it slowly, and then heat-treating it. Next, the heat-treated raw materials are made into a paste. It will be easier to make the paste by shredding the ingredients using a meat grinder or similar tool before making the paste. To give an example of making a paste, add approximately 1 to 3 times the weight of fresh water to the shredded raw material,
By homogenizing for 10 to 30 minutes with a homogenizer, the raw material is crushed and made into fine particles, and can be finished into a paste. Next, a proteolytic enzyme is added to the paste-formed raw material, and the paste is maintained at a constant temperature for a certain period of time to perform protease treatment. Any type of protease can be used as long as it is commercially available; examples include pepsin, trypsin, papain, bromelin, and fuicin. It is desirable to use a high-quality one. The appropriate amount of protease to be added is 0.1 to 0.5% based on the raw material. The appropriate temperature and time for protease treatment are 35 to 45°C for 3 to 10 hours. When performing protease treatment, the protease may be added only once at the beginning, but since proteolytic enzymes tend to lose their activity over time, add protein every 1 to 2 hours during the protease treatment. It is desirable to add a degrading enzyme. Next, hyaluronic acid is extracted from the protease-treated paste to obtain crude hyaluronic acid. Hyaluronic acid can be extracted by conventional methods.
For example, a protease-treated paste is filtered to remove solids and the resulting liquid is
CPC (cetylpyridinium chloride) is added to adsorb hyaluronic acid to CPC and precipitate it. Then, the precipitate that is formed is separated, the separated precipitate is dissolved in saline water, ethanol is added to the saline solution, hyaluronic acid is precipitated again, and the precipitate that is formed is collected. Crude hyaluronic acid can be obtained. Finally, if the obtained crude hyaluronic acid is heat-treated and then treated with protease, and then this hyaluronic acid is purified, high-viscosity hyaluronic acid can be obtained. An example of a heat treatment method for crude hyaluronic acid is a method in which the hyaluronic acid is dissolved in clear water and then heated at 60 to 100°C for 20 to 40 minutes. By such heat treatment, proteins contained as impurities in the crude hyaluronic acid are thermally denatured and easily decomposed. The protease treatment after the heat treatment may be performed under the same conditions as in the case of protease treatment of the paste-formed raw material disclosed above. Such protease treatment completely degrades the proteins contained in the crude hyaluronic acid. Hyaluronic acid can be purified by conventional methods; for example, ethanol is added to a solution that has been treated with protease to precipitate and remove impurities such as protein degradation products, and then salt is added to this solution. When water is added, hyaluronic acid precipitates, and purified hyaluronic acid can be obtained by separating the resulting precipitate. The purified hyaluronic acid obtained in this way is a solid product in which only hyaluronic acid is isolated, so when it is used as a raw material for cosmetics, it is used by dissolving it in clean water or oil or fat. As described above, according to the present invention, since the hyaluronic acid-containing raw material that has been heat-treated in advance is made into a paste, the proteins contained in the raw material are easily decomposed by proteolytic enzymes. Therefore, if this paste is treated with a protease, the proteolytic enzyme mainly acts on protein decomposition, so that it is possible to obtain crude hyaluronic acid isolated in a state close to its natural state. Since this crude hyaluronic acid is heat-treated and then treated with protease, proteins contained in the hyaluronic acid as impurities can be completely removed. Note that in the second protease treatment, hyaluronic acid is in a free state, so that hyaluronic acid is not degraded by proteolytic enzymes and reduced to a low molecular weight. Therefore, according to the present invention, hyaluronic acid with a high viscosity can be obtained as shown in the later test examples. Example 6 kg of chicken combs that had been frozen and stored at -20°C for 30 days were placed in running water at 20°C and slowly thawed over 2 hours. After soaking this cock comb in hot water at 80℃ for 20 minutes,
It was taken out and shredded using a meat chopper (3 mm mesh). Shimizu 15 was added to the shredded chicken comb, and the chicken comb tissue was crushed and made into fine particles using a homogenizer (Masko Sangyo Co., Ltd.'s "Mascoloider") to obtain 20 kg of chicken comb paste. Add 8.5 g of protease (actinase AS manufactured by Kaken Pharmaceutical Co., Ltd.) to this paste, perform enzyme treatment at 40°C for 2 hours, then add 8.5 g of protease (same as above), and heat at 40°C. After 2 hours of enzyme treatment, the paste was filtered and the liquid 18
Got Kg. Add 900 ml of 10% CPC (cetylpyridinium chloride) aqueous solution to this solution to form a precipitate.
This precipitate was separated. 2.3% of the obtained precipitate
After dissolving it in 10% of saline, 15% of ethanol was further added to this saline to form a precipitate again. This precipitate was separated and washed with ethanol to obtain crude hyaluronic acid. The obtained crude hyaluronic acid was soaked in warm water at 60℃ for 20 minutes.
After dissolving and heating at 70-80℃ for 15 minutes, add 4.5% protease (same as above).
g, and after enzyme treatment at 40℃ for 4 hours, 10%
Add 600ml of CPC aqueous solution to form a precipitate,
Separate the precipitate. The obtained precipitate was dissolved in 10 ml of 2.3% saline solution, and then 15 ml of ethanol was added to the saline solution to form a precipitate again. This precipitate was separated, washed with ethanol, and dried in vacuum, resulting in 5.4 g of purified hyaluronic acid. Test Example Purified hyaluronic acid was prototyped using the following three methods. Target area A (if not made into a paste) 6 kg of whole chicken frozen and stored at -20℃ for 30 days at 20℃
It was placed in running water and allowed to slowly thaw for 2 hours. After immersing the chicken comb in hot water at 80℃ for 20 minutes, take it out and cut it into meat chickpeas (mesh 1
mm) and shredded the chicken comb. Using this shredded chicken comb (without making it into a paste), hyaluronic acid was extracted and purified in the same manner as in the example. Target area B (in the case of pasting and enzyme treatment once) 6 kg of chicken combs frozen at -20°C for 30 days were stored at 20°C.
It was placed in running water and allowed to slowly thaw for 2 hours. After immersing the chicken comb in hot water at 80℃ for 30 minutes, take it out and add meat chicken comb (mesh 3
mm). Add Shimizu 15 to the shredded chicken comb, crush the chicken comb tissue into fine particles using a homogenizer (Masukou Sangyo Co., Ltd.'s "Mascoloider"), and make chicken comb paste.
Got 20Kg. 17 g of protease ("Actinase AS" manufactured by Kaken Pharmaceutical Co., Ltd.) was added to this paste, and after enzyme treatment was performed at 40° C. for 4 hours, the paste was filtered to obtain 18 kg of liquid. 900 ml of 10% CPC aqueous solution was added to this solution to form a precipitate, and the precipitate was separated. The obtained precipitate was dissolved in 2.3% saline solution (10%), and then 15% ethanol was added to the saline solution to form a precipitate again. This precipitate was separated and washed with ethanol to obtain crude hyaluronic acid. The obtained crude hyaluronic acid was added to 2.3% saline solution.
After dissolving the solution in 10% ethanol, 15% ethanol was further added to the saline solution to form a precipitate again. This precipitate was separated, washed with ethanol, and dried under vacuum to obtain purified hyaluronic acid. Test group Pretreatment and extraction and purification of hyaluronic acid were performed in the same manner as in the example. When hyaluronic acid was extracted and purified using the three methods described above, the viscosity of the purified hyaluronic acid obtained was measured, and the results shown in Table 1 were obtained.
【表】
尚、表中において、粘度は得られた精製ヒアル
ロン酸を0.2％水溶液とし、ウベローデ型粘度計
で測定した動粘度である。[Table] In the table, the viscosity is the kinematic viscosity measured with an Ubbelohde viscometer using a 0.2% aqueous solution of the obtained purified hyaluronic acid.