JPH0630605B2 - ヒアルロン酸ナトリウム水溶液の製造法 - Google Patents

ヒアルロン酸ナトリウム水溶液の製造法

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JPH0630605B2 JP2283394A JP28339490A JPH0630605B2 JP H0630605 B2 JPH0630605 B2 JP H0630605B2 JP 2283394 A JP2283394 A JP 2283394A JP 28339490 A JP28339490 A JP 28339490A JP H0630605 B2 JPH0630605 B2 JP H0630605B2
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    • C08B37/00Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/006Heteroglycans, i.e. polysaccharides having more than one sugar residue in the main chain in either alternating or less regular sequence; Gellans; Succinoglycans; Arabinogalactans; Tragacanth or gum tragacanth or traganth from Astragalus; Gum Karaya from Sterculia urens; Gum Ghatti from Anogeissus latifolia; Derivatives thereof
    • C08B37/0063Glycosaminoglycans or mucopolysaccharides, e.g. keratan sulfate; Derivatives thereof, e.g. fucoidan
    • C08B37/0072Hyaluronic acid, i.e. HA or hyaluronan; Derivatives thereof, e.g. crosslinked hyaluronic acid (hylan) or hyaluronates
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/26Preparation of nitrogen-containing carbohydrates

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ヒアルロン酸の発酵培養液から、高純度のヒ
アルロン酸ナトリウムの水溶液を直接製造する方法に関
するものである。
(従来の技術) ヒアルロン酸は、関節、硝子体、臍帯、軟骨、皮膚、鳥
類のとさか等の結合組織中にその構成成分として存在
し、組織の柔軟性、構造維持、細胞の代謝調節等に重要
な機能を果たしている。またヒアルロン酸ナトリウム
は、高分子物質であり、その溶液は強い粘弾性を持ち、
保水作用を有するところから、化粧品原料として広く使
用されるほか、眼科治療薬、目薬、関節症治療薬として
の用途がある。
かかる用途に用いられるヒアルロン酸ナトリウムは高分
子量でかつ高純度のものであることが要求される。
ヒアルロン酸ナトリウムは工業的にはにわとりのとさか
からの抽出法か、或いはヒアルロン酸を生産する能力を
持つ微生物を培地に培養して製造する方法(発酵法)が
行われている。
従来、高純度のヒアルロン酸ナトリウムの水溶液は、抽
出法又は発酵法により得られたヒアルロン酸含有液を4
級アンモニウム塩による沈澱形成、再溶解、プロテアー
ゼ処理、活性炭処理、アルコール添加によるヒアルロン
酸ナトリウム析出(晶析)、分離、乾燥等の工程を経
て、一旦ヒアルロン酸ナトリウム粉末を作り、それを再
溶解する方法により製造されていた。
(発明が解決しようとする課題) これらの方法では、培養液を精製した後に、エタノール
等の沈澱剤を添加してヒアルロン酸ナトリウムを一旦沈
澱させて粉末状ヒアルロン酸ナトリウムを製造し、これ
を再溶解して高純度のヒアルロン酸ナトリウムの水溶液
とする面倒な工程が必要であった。
今まではヒアルロン酸の発酵培養液から純度の高いヒア
ルロン酸ナトリウム水溶液を直接製造することは行われ
ていなかった。
本発明は、高純度のヒアルロン酸ナトリウム水溶液を得
るために、前記のような面倒な方法を採ることなく、直
接、発酵培養液から純度の高いヒアルロン酸ナトリウム
の水溶液を製造する方法を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) すなわち、ヒアルロン酸の発酵培養液を0.2〜0.4モルの
塩化ナトリウムの存在下に活性炭処理し、処理液を濾過
後、限外濾過を行うことにより、化粧品原料として使用
できる高純度のヒアルロン酸ナトリウム水溶液を製造す
ることを特徴とする。
本発明にいう「純度が高い」とは、次のことを意味して
いる。ヒアルロン酸ナトリウム水溶液を凍結乾燥した時
の凍結乾燥物に対し、ヒアルロン酸ナトリウム85重量%
以上含有し、蒸発残留物はヒアルロン酸ナトリウム量に
対し、100重量%以上130重量%以内、かつ蛋白質はヒア
ルロン酸ナトリウム量に対し0.1重量%以下の純度であ
る。
本発明に用いるヒアルロン酸ナトリウムは、ヒアルロン
酸産生能を有する微生物を栄養培地に培養した培養液か
ら得ることが出来る。ヒアルロン酸を得る為に本発明に
使用する微生物はヒアルロン酸を菌体外に分泌する菌株
であればいずれも使用可能であるが、ストレプトコッカ
ス属の菌種が良い。例えばストレプトコッカス・ピオゲ
ネス、ストレプトコッカス・エクイ、ストレプトコッカ
ス・エクイシミリス、ストレプトコッカス・デイスガラ
クティエ、ストレプトコッカス・ズーエピデミクス等が
あげられる。
本発明に用いる培地としては、ヒアルロン酸生産菌を培
養するのに通常用いられる培地を用いればよく、例えば
ブドウ糖2.0〜3.0%、酵母エキス0.5%、リン酸1カリ
ウム0.3%、リン酸2カリウム0.2%、チオ硫酸ナトリウ
ム0.01%、硫酸マグネシウム7水塩0.01%、亜硫酸ナト
リウム0.002%、塩化コバルト0.001%、塩化マンガン0.
001%、消泡剤0.5%を含む成分でpH6.0〜8.5の培養液を
用いる事が出来る(但し%はいずれも重量をg、容量を
dとした重量/容量%をあらわす)。培養は振盪培
養、通気培養等の好気的条件下で行う。培養温度は25℃
〜40℃、好ましくは30℃〜35℃の温度で、pHは6.5〜8.0
好ましくは7.0に調整して行う。培養は通常1〜3日間
行い、ヒアルロン酸を培地に生成蓄積させる。培養終了
液は培地残存成分と発酵過程で生成した高分子成分、低
分子成分、色素類と菌体及びヒアルロン酸の混合物であ
る。
活性炭処理でヒアルロン酸以外の高分子成分や色素類及
び低分子成分の一部を吸着・除去する。特に高分子成分
としては、アレルギー反応の原因となる蛋白質の除去を
十分に行う必要がある。菌体は活性炭処理後の活性炭を
濾過除去する際に一緒に除去される。
活性炭を用いて、高分子成分、特に蛋白質を吸着・除去
する条件について本発明者等は鋭意検討を行った結果、
0.2M以上の食塩の共存下で活性炭処理を行うことによ
り、ほぼ完全に蛋白質を吸着・除去出来ることを見出し
た。活性炭処理時の食塩濃度と、得られたヒアルロン酸
ナトリウム当りの蛋白質含量との関係を次表に示す。
この結果から判るように、活性炭処理を行うときは、0.
2M以上、好ましくは0.3〜0.4Mの食塩の共存下で活性
炭処理を行うことが必要である。活性炭処理した濾過液
は限外濾過することにより、培地由来もしくは発酵過程
で生成し活性炭処理で残存する低分子成分及び活性炭処
理時に添加した食塩を除去することができる。
発酵培養液中のヒアルロン酸は通常70〜80万以上の分子
量を持つ。他方、発酵原料として用いたブドウ糖やリン
酸塩類等或いは発酵中に生成した有機酸の塩類の分子量
は通常5千以下である。
従って、分画分子量6千〜5万の限外濾過膜を用いて限
外濾過を行うと分子量がこの範囲以下の物質は除去する
ことができる。ただ、1回の限外濾過操作だけでは通常
十分に低分子成分を除去することはできないので、精製
水を間欠的或いは連続的に加えて繰り返し限外濾過操作
を行う必要がある。低分子成分及び食塩の除去とともに
電気伝導度は低下するので、電気伝導度を測定すること
で精製の進み具合を判断することが出来る。例えば、ヒ
アルロン酸の発酵培養液の活性炭処理濾過液に精製水を
加え、ミリポア製ミニタン(分画分子量3万)にて限外
濾過操作を行う時、電気伝導度とヒアルロン酸ナトリウ
ム純度及び蒸発残留物との関係は次の表2の様な結果が
得られる。該電気伝導度の値はヒアルロン酸ナトリウム
濃度により変わるため、本発明にあっては、該電気伝導
度の値はすべてヒアルロン酸ナトリウム濃度が0.2重量
%(25℃)のときの値で示した。
また、本発明の製造方法は限外濾過処理を、活性炭処理
し該活性炭を分離除去した後に行うか、もしくは限外濾
過、活性炭処理、活性炭分離除去ついで限外濾過処理を
行うものである。この場合には1回目の限外濾過処理を
行う液としては発酵培養液の除菌濾過液を使用すること
になる。活性炭処理の前にも限外濾過処理を行うこと
で、そうしない場合に比べてより少量の活性炭で同様の
精製効果を得ることが出来る。
本発明により、ヒアルロン酸の発酵培養液から純度の高
いヒアルロン酸ナトリウム溶液を直接製造することが出
来るが、更にこれを使用目的に応じ、最終濾過や濃縮器
による濃縮を常法により行っても良い。
(発明の効果) 本発明により、高純度のヒアルロン酸ナトリウムの水溶
液を、発酵培養液から直接製造することが出来る。従来
の面倒な方法を簡便にすることができ、コストを引き下
げ、しかも化粧原料や薬剤として使用することが出来る
高純度の製品を得ることが可能になった。
(実施例) 以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は
これに限定されるわけではない。
実施例1 ヒアルロン酸の発酵培養液300mを3倍に希釈し、食
塩を添加し溶解して食塩濃度を0.3Mに調整した。これ
に活性炭(武田薬品工業製、白サギA−50W、50重量%
含水品)60gを添加、1時間撹拌して活性炭を濾過除去
した。この時の電気伝導度は22.0mS/cmであった。この
濾過液を分画分子量3万の限外濾過膜(日本ミリポア
製、ミニタン)で精製水を加えながら限外濾過を行い、
電気伝導度が0.24mS/cmになるまで処理した。この処理
液のヒアルロン酸ナトリウム当たりの蛋白質は0.06重量
%、蒸発残留物はヒアルロン酸ナトリウムの115重量
%、純度は凍結乾燥物当たり90.4重量%であり、化粧品
用として適した純度の高いヒアルロン酸ナトリウム水溶
液が得られた。
比較例1 実施例1と同じ発酵培養液を用い、活性炭を添加しない
以外は実施例1と同様に行い、電気伝導度が0.30mS/cm
になるまで限外濾過処理を行った。
得られた処理液のヒアルロン酸ナトリウム当たりの蛋白
質は2.74重量%、蒸発残留物はヒアルロン酸ナトリウム
の125重量%、純度は凍結乾燥物当たり85.5重量%であ
り、蛋白質の除去が不十分であった。
比較例2 実施例1と同じ発酵培養液を用い、食塩を添加しない以
外は実施例1と同様に行い、電気伝導度が0.20mS/cmに
なるまで限外濾過処理を行った。
得られた処理液のヒアルロン酸ナトリウム当たりの蛋白
質は1.12重量%、蒸発残留物はヒアルロン酸ナトリウム
の120重量%、純度は凍結乾燥物当たり86.3重量%であ
り、蛋白質の除去が不十分であった。
実施例2 ヒアルロン酸の発酵培養液300mを3倍希釈し、食塩
を添加溶解して食塩濃度を0.4Mに調整した。この時の
電気伝導度は28.3mS/cmであった。これを除菌濾過し、
濾過液を分画分子量6000の限外濾過膜(旭化成製、限外
濾過モジュール、SIP-1013)で精製水を加えながら限外
濾過を行い、電気伝導度が0.38mS/cmになるまで処理し
た。この処理液に食塩を0.4Mになるように添加溶解し
た後、活性炭(二村化学製、タイコーS、50%含水品)
30gを添加、1時間撹拌して活性炭を濾過除去した。
活性炭濾過液を上記と同じ限外濾過膜で精製水を加えな
がら限外濾過を行い、電気伝導度が0.20mS/cmになるま
で処理した。
得られた0.2%ヒアルロン酸ナトリウム水溶液の蛋白質
は、ヒアルロン酸ナトリウム当り0.04重量%、蒸発残留
物はヒアルロン酸ナトリウムの114重量%、純度は凍結
乾燥物当たり92.2重量%であった。この0.2%水溶液を
上記と同じ限外濾過膜で濃縮することにより1%ヒアル
ロン酸ナトリウム水溶液が容易に作製できた。
比較例3 実施例2と同じ発酵培養液を用い、2回目の限外濾過処
理を電気伝導度が3.6mS/cmで停止する以外は実施例2
と同様に行った。
得られた0.2%ヒアルロン酸ナトリウム水溶液の蛋白質
は、ヒアルロン酸ナトリウム当たり0.09重量%、蒸発残
留物はヒアルロン酸ナトリウムの320重量%、純度は凍
結乾燥物当たり36.7重量%であり、蒸発残留物が多く純
度が低かった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−289198(JP,A) 特開 昭62−215397(JP,A)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ヒアルロン酸の発酵培養液から、純度の高
    いヒアルロン酸ナトリウム水溶液を製造する工程におい
    て、0.2〜0.4モルの塩化ナトリウムの存在下に活性炭処
    理ついで限外濾過処理、もしくは限外濾過、0.2〜0.4モ
    ルの塩化ナトリウムの存在下に活性炭処理ついで限外濾
    過処理の工程を実施することを特徴とする、純度の高い
    ヒアルロン酸ナトリウム水溶液の製造法。
  2. 【請求項2】限外濾過処理を分画分子量10万以下の限外
    濾過膜を用い、処理液の電気伝導度が0.4mS/cm以下に
    なるまで透析を行った後に濃縮する請求項1記載の純度
    の高いヒアルロン酸ナトリウム水溶液の製造法。
  3. 【請求項3】ヒアルロン酸ナトリウムの純度がヒアルロ
    ン酸ナトリウム水溶液を凍結乾燥した時の凍結乾燥物に
    対し、ヒアルロン酸ナトリウム85重量%以上、ヒアルロ
    ン酸ナトリウム量に対し蒸発残留物が100重量%以上130
    重量%以内、かつ蛋白質が0.1重量%以下である請求項
    1記載の純度の高いヒアルロン酸ナトリウム水溶液の製
    造法。
  4. 【請求項4】ヒアルロン酸ナトリウム水溶液がヒアルロ
    ン酸ナトリウムの1重量/容量(g/d)%水溶液で
    ある請求項1記載の純度の高いヒアルロン酸ナトリウム
    水溶液の製造法。
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