JPH05125100A - 高純度のペプシン可溶性魚鱗コラーゲンおよびその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 魚鱗をそのままもしくは脱灰した後、ペプシ
ン処理することにより、抽出操作が簡単で、コラーゲン
の変性物であるゼラチンを含まない高純度で新規なペプ
シン可溶性魚鱗コラーゲンおよびその製造法を提供する
にある。 【構成】 魚鱗をペプシンで処理して得られるペプシン
可溶性魚鱗コラーゲン、および魚鱗を脱灰する工程、脱
灰された魚鱗を酸性水溶液中でペプシン処理してペプシ
ン可溶性コラーゲンを抽出する工程、および抽出された
ペプシン可溶性コラーゲンを回収する工程とからなり、
上記工程を１５℃以下で実施することからなるペプシン
可溶性魚鱗コラーゲンの製造法。 【効果】 有機質産業廃棄物である魚鱗から各種医療用
生態材料、化粧品材料等として有用なペプシン可溶性魚
鱗コラーゲンが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有機質産業廃棄物であ
る魚鱗から各種医療用生体材料、化粧品材料等として有
用なペプシン可溶性魚鱗コラーゲン、およびそれを製造
する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】マイワシ等の魚類は、水揚げ時や加工前
の水洗時に魚鱗が大量に剥離して排水中に混入する。排
水による環境汚染防止のためには、排水中の魚鱗を濾過
回収する必要がある。しかし魚鱗はそのままでは利用価
値がなく、大部分はそのまま廃棄されているのが現状で
ある。

【０００３】魚鱗は、通常灰分を約５０％強、蛋白質を
約４０％弱含有する。灰分の殆どはリン酸カルシウム
（ヒドロキシアパタイト）からなり、蛋白質の約８０％
はコラーゲンであることが知られている。従来魚鱗から
コラーゲンを抽出する方法としては、魚鱗から直接熱水
で抽出する方法、直接酢酸で抽出する方法が知られてい
る［日本水産学会誌 ５４（１１）、１９８７−１９９
２（１９８８）］。しかし、ペプシン処理により可溶化
させたペプシン可溶性魚鱗コラーゲンおよびその製造法
は知られていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般にペプシン可溶性
コラーゲンは、豚、牛等の哺乳動物由来のコラーゲン組
織から抽出される。しかし、血液や他の蛋白質等の混入
により、汚染されるため純度が低い。また一般の石灰化
組織はそのままでは作用されにくく、溶解しないため、
処理する前に部分変性させる必要がある。このため、抽
出操作が繁雑となり、コラーゲンの低分子化物であるゼ
ラチンが抽出したコラーゲン中に含まれ純度が低いとい
う問題点を有する。

【０００５】本発明の目的は、上記した哺乳動物由来の
コラーゲンが有する問題点を解決し、魚鱗をそのままも
しくは脱灰した後、ペプシン処理することにより、抽出
操作が簡単で、コラーゲンの変性物であるゼラチンを含
まない高純度で新規なペプシン可溶性魚鱗コラーゲンお
よびその製造法を提供するにある。ペプシン可溶性魚鱗
コラーゲンは哺乳動物と同タイプのコラーゲンであると
共に、アミノ酸組成など魚鱗特有の物理的特徴を有する
新規のコラーゲンである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、魚鱗をペプシ
ンで処理して得られるペプシン可溶性魚鱗コラーゲン、
および魚鱗を脱灰する工程、脱灰された魚鱗を酸性水溶
液中でペプシン処理してペプシン可溶性コラーゲンを抽
出する工程、および抽出された酸可溶性コラーゲンを回
収する工程とからなり、上記工程を１５℃以下で実施す
ることからなるペプシン可溶性魚鱗コラーゲンの製造法
を提供する。

【０００７】本発明は、魚鱗から抽出したコラーゲンが
温度に対して敏感な挙動を示し、変性して低分子化ゼラ
チンとなることに着目し、ペプシン可溶性魚鱗コラーゲ
ン製造の主工程、好ましくは全工程を１５℃以下、より
好ましくは４〜５℃の温度条件下で実施することを特徴
の一つとする。

【０００８】原料とする魚鱗は、鮮度を保持するため、
冷蔵保存好ましくは冷凍保存しておくことが好ましい。
採取された魚鱗にはかなりの夾雑物、例えば背鰭、尾鰭
等が混入しているため、水洗して予めそれらを取り除い
ておくことが好ましい。また魚鱗表面に付着している余
剰蛋白質を除去するため、８〜１２重量％、好ましくは
９〜１１重量％の塩化ナトリウム水溶液で１０〜４８時
間、好ましくは２４〜４８時間洗浄することが好まし
い。洗浄後の廃液はかなりの懸濁液となるため、洗浄廃
液が濁らない程度まで繰り返すのがよい。好ましくは３
〜５回洗浄液を交換して洗浄するのがよい。魚鱗の洗浄
状態を見て適宜洗浄時間、洗浄回数を変えることが好ま
しい。上記洗浄工程は１５℃以下の温度で実施されるの
が好ましい。

【０００９】洗浄した魚鱗を酸性水溶液中でペプシン処
理してもよいが、ペプシン可溶性魚鱗コラーゲンの抽出
の容易さおよび収量の点から、脱灰工程をペプシン処理
工程の前に設けるのが好ましい。

【００１０】洗浄した魚鱗の脱灰工程にはキレート剤で
調整した緩衝液を用いる。キレート剤としてはエチレン
ジアミン４酢酸、エチレンジアミン４酢酸２ナトリウ
ム、およびエチレンジアミン４酢酸４ナトリウム等（以
下ＥＤＴＡと総称する）が例示される。ＥＤＴＡ緩衝液
はｐＨ６.０〜８.０の範囲とするのが好ましい。より好
ましくはｐＨ７.０〜７.５である。ｐＨが上記範囲より
低いまたはより高い場合にはコラーゲンの変性が生じ易
いので好ましくない。緩衝液中のＥＤＴＡ濃度は、０.
３〜０.６モル／リットル、より好ましくは０.４〜０.
５モル／リットルである。

【００１１】ＥＤＴＡ緩衝液に洗浄済みの魚鱗を加え、
脱灰する。魚鱗とＥＤＴＡ緩衝液の比率は、重量／容積
比で１：１５から１：２５、より好ましくは１：１８か
ら１：２３に調整される。脱灰は２４〜４８時間、より
好ましくは３６〜４８時間実施する。脱灰が不十分であ
ると、ペプシン可溶性魚鱗コラーゲンの抽出量も不十分
となる。このため上記脱灰工程を３〜５回繰り返して実
施するのが好ましい。一度目の脱灰工程で約９０重量
％、三度目までの脱灰工程で約９５重量％以上が脱灰さ
れる。脱灰後の廃液は非常に粘性が高い。このため、試
料と廃液の分離には、遠心分離、濾過等を利用するのが
好ましい。好ましい操作としては、遠心分離ついで濾過
するのがよい。濾過に要する時間を短縮でき、かつ試料
の損失を軽減できるからである。

【００１２】ペプシン可溶性魚鱗抽出工程に入る前に、
脱灰して得られた粗魚鱗コラーゲンを、緩衝液で洗浄し
てｐＨを調整するのが好ましい。緩衝液としては、例え
ばリン酸水素１ナトリウム、リン酸水素２ナトリウムと
から調整したモル／１５リン酸緩衝液（ｐＨ約８.０）
が使用される。ついで、ペプシン可溶性魚鱗コラーゲン
を酸性水溶液中ペプシンで振盪抽出する。酸性水溶液は
ｐＨ１.０〜５.０、好ましくはｐＨ２.０〜４.０に調整
したものが好ましく使用される。酸性水溶液は、有機
酸、鉱酸のいずれでもよく、例えば酢酸、塩酸等が例示
される。ｐＨが上記範囲より低いときにはゼラチン化
し、上記範囲を超えると収量低下を生ずるので好ましく
ない。粗魚鱗コラーゲンと酸性水溶液との比率は、重量
／容積比で１：２００から１：５００、好ましくは１：
３００から１：４００の範囲が好ましく採用される。ペ
プシン添加量は、粗魚鱗との重量比で１：７５から１：
１２５、より好ましくは１：９０から１：１１０の範囲
が好ましく採用される。

【００１３】粗魚鱗コラーゲンを酸性水溶液中に加えつ
いでペプシンを加えた後、５〜１５℃、より好ましくは
１０〜１５℃で４８〜１２０時間、好ましくは７２〜９
６時間浸漬してペプシン可溶性魚鱗コラーゲンを抽出す
る。

【００１４】酸性水溶液に溶解したペプシン可溶性魚鱗
コラーゲンと残渣の分離は、通常の物理的分離手段によ
ればよいが、遠心分離法が好ましく採用される。残渣を
分離したペプシン可溶性魚鱗コラーゲン溶液から、コラ
ーゲンを線維化・析出し回収する工程で採用される方法
は、豚皮や牛皮コラーゲンなどで行われている方法と同
様でよい。即ち上記溶液中に塩化ナトリウムを加えて塩
濃度を上昇させ線維化する。あるいは水酸化ナトリウム
を加えてｐＨを中性付近に調整して線維化してもよい。
線維化したコラーゲンを例えば遠心分離法により回収
し、ついで再び適量の酸性水溶液に溶解させ、モル／１
５リン酸緩衝液（ｐＨ７.５）あるいはイオン交換水の
ような中性液で透析して酸可溶性魚鱗コラーゲンを回収
する。透析後、凍結乾燥して高純度のペプシン可溶性魚
鱗コラーゲンが得られる。

【００１５】以下本発明を実施例に基づきより詳細に説
明する。例中、％は特にことわりのない限り重量％を示
す。

【００１６】実施例 新鮮なマイワシの魚鱗１０ｇを約５℃の水で水洗し、夾
雑物を除いた後、１０％塩化ナトリウム水溶液１２００
ミリリットルに入れ、４〜５℃の温度条件下で２４時間
振盪し、上澄み液を遠心分離および濾過操作により分離
除去した。この操作を液を交換して３回繰り返した後、
水洗して洗浄魚鱗を得た。

【００１７】洗浄魚鱗を０.５モルのエチレンジアミン
４酢酸４ナトリウム、０.０５モルのトリス−塩酸（ｐ
Ｈ７.５）とから調整した０.５モルのＥＤＴＡ緩衝液２
００ミリリットルに入れて４〜５℃の温度条件下で４８
時間振盪した。その後遠心分離および濾過操作により上
澄み液を分離除去した。この操作をＥＤＴＡ緩衝液を交
換して３回繰り返した後水洗し、３.０５ｇの粗魚鱗コ
ラーゲンを得た。

【００１８】この粗魚鱗コラーゲンにモル／１５リン酸
緩衝液（ｐＨ８.０）１０００ミリリットルを加え、４
〜５℃の温度条件下で振盪しながら洗浄し上澄み液を分
離除去した後、０.５モルの酢酸水溶液１０００ミリリ
ットルを加え、ペプシン３０ｍｇ添加後１０〜１５℃の
温度条件下で９６時間撹拌抽出してペプシン可溶性魚鱗
コラーゲンの溶液を得た。この溶液を１８,０００ｒｐ
ｍで３０分間遠心分離してペプシン可溶性魚鱗コラーゲ
ン溶液と残渣とに分離した。

【００１９】ペプシン可溶性魚鱗コラーゲン溶液に、最
終濃度が５％となるように塩化ナトリウムを加えて塩濃
度を調整した。これによって生成した線維状の沈澱を、
４〜５℃の温度条件下、１８,０００ｒｐｍで、３０分
間遠心分離した。得られた沈澱を再び０.５モル酢酸水
溶液に溶解し、モル／１５リン酸緩衝液（ｐＨ７.５）
で溶解液を４〜５℃の温度条件下で７２時間透析した。
凍結乾燥後、ペプシン可溶性魚鱗コラーゲン線維化物４
３５ｍｇを得た。

【００２０】このペプシン可溶性魚鱗コラーゲン線維化
物を、ソジウムドデシルサルフェイト−ポリアクリルア
ミドゲル電気泳動（以後ＳＤＳ−ＰＡＧＢという）およ
びアミノ酸分析にかけた。ＳＤＳ−ＰＡＧＢにおいて、
α₁鎖、α₂鎖、β鎖などコラーゲン特有のバンドパター
ンを示し、ゼラチンの混入はなかった。アミノ酸分析に
おいても表１に示すように、哺乳動物とは異なる特異的
なアミノ酸組成を示しており、高純度の新規なペプシン
可溶性魚鱗コラーゲンであることが確認された。

【００２１】上記ペプシン可溶性魚鱗コラーゲンの製造
において、ペプシンを添加しなかった他は上記と同様に
操作して酸可溶性魚鱗コラーゲンを得た。豚皮コラーゲ
ン、酸可溶性魚鱗コラーゲンおよびペプシン可溶性魚鱗
コラーゲンのアミノ酸組成を表１に示す。

【００２２】 表１ アミノ酸残基 豚皮 酸可溶性魚鱗 ペプシン可溶性魚鱗 コラーゲン コラーゲン コラーゲン ヒドロキシプロリン １２５ ６３ ７１ アスパラギン酸 ４５ ５２ ５３ スレオニン １７ ２４ ２５ セリン ３６ ４０ ４４ グルタミン酸 ７０ ７３ ７５ プロリン １１２ １０８ １１７ グリシン ３２８ ３２４ ３２４ アラニン ９９ １２５ １２２ １／２シスチン ０ ０ １ バリン ２２ １９ １８ メチオニン ４ １０ ６ イソロイシン １２ ８ ９ ロイシン ２５ ２１ ２１ チロシン ３ ３ ２ フェニルアラニン １３ ２２ １６ ヒドロキシリジン ５ ８ ９ リジン ３０ ３２ ２９ ヒスチジン ７ １９ ７ アルギニン ４７ ５２ ５２ 注：α鎖のアミノ酸組成。アミノ酸１０００残基当たりの数値で示した。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、魚鱗から高純度のペプ
シン可溶性魚鱗コラーゲン、およびその製造方法が提供
される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ａ２３Ｊ 3/06 7236−4Ｂ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 魚鱗をペプシンで処理して得られるペプ
   シン可溶性魚鱗コラーゲン。
2. 【請求項２】 魚鱗を脱灰する工程、脱灰された魚鱗を
   酸性水溶液中でペプシン処理してペプシン可溶性コラー
   ゲンを抽出する工程、および抽出されたペプシン可溶性
   コラーゲンを回収する工程とからなり、上記工程を１５
   ℃以下で実施することからなるペプシン可溶性魚鱗コラ
   ーゲンの製造法。
3. 【請求項３】 脱灰をエチレンジアミン４酢酸、エチレ
   ンジアミン４酢酸２ナトリウム、またはエチレンジアミ
   ン４酢酸４ナトリウムで行う請求項１記載の酸可溶性魚
   鱗コラーゲンの製造法。