JPH09124703A

JPH09124703A - キトサン担持体

Info

Publication number: JPH09124703A
Application number: JP28099295A
Authority: JP
Inventors: Hachiro Hirano; 八朗平野; Hiromichi Kumagai; 博道熊谷; Keiko Nakase; 敬子中瀬; Kunihiko Terase; 邦彦寺瀬; Koji Kirikae; 孝次切替
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1995-10-27
Filing date: 1995-10-27
Publication date: 1997-05-13

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、キトサンを有効に利用し、必要な大
きさのキトサン担持体を容易に提供する。【解決手段】アルカリ性基材の少なくとも表面にキトサ
ンを担持することを特徴としたキトサン担持体。酸性溶
液に溶解したキトサンが、ｐＨ７．１以上である基材上
に不溶化し析出することを利用して粒子表面に選択的に
キトサンを担持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、キトサン担持体、
特にキトサンを有効に利用し得るキトサン担持体に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】キトサンは、カニやエビ、おきあみ、昆
虫などの甲皮に含まれるキチンを脱アセチル化すること
によって得られ、膜形成、ゲル形成、保水、イオン交
換、吸着、生体適合、抗菌等の多様な機能を有し、工業
用品、飼料、食品、衣料、医療用品など多方面に渡る用
途が実用化、あるいは検討されている。

【０００３】従来は、キトサンのみを適当な大きさに粉
砕あるいは造粒し利用している。また、シリカゲル、ア
ルミナゲル、シリカアルミナゲル、多孔質ガラス、粒状
活性炭のような多孔性基体にキトサンを担持したキトサ
ン担持体は知られている（特開平１−４０５０１号公
報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】キトサンの粉砕物、あ
るいは造粒物を使用する際、キトサンの表面付近では機
能が発現するが内部は作用に寄与せず、何ら利用されな
い部分となっていた。キトサンは利用価値が高く高価で
あるので、キトサンの大部分が大きさ保持のためのみで
あり、有効利用されない上記粉砕物あるいは造粒物のよ
うな使い方はできる限り避けることが望まれる。

【０００５】キトサン単味で単位重量当りの表面を増加
させるには、微粉末とする必要があるが、微粉末化する
には、キトサンが通常の粉砕操作では粉砕困難な物質で
あり、深冷粉砕等の製造コストの高い粉砕方法を用いる
必要があった。

【０００６】特開平１−４０５０１号公報の多孔性基体
は中性または酸性であり、この基体にキトサンを担持す
ると、キトサンが粒子内部に入るためキトサンの担持表
面積は大きいが、粒子の外表面に存在するキトサンは減
少してしまう。これは例えばキトサンに薬剤を吸着する
場合には有効であるが、抗菌作用のように菌との接触面
積を大きくするには、キトサンを外表面に多く存在せし
め、菌と直接接触するキトサンの面積を大きくする必要
があった。

【０００７】中性または酸性の多孔性基体にキトサンを
担持するには、酸性のキトサン水溶液に多孔性基体を浸
漬した後アンモニアによりゲル化するか、あるいは予め
多孔性基体を減圧下に置きこれをキトサン水溶液に浸漬
する等の非常に手間のかかる作業が行われていた。この
ため大量に生産することができず製造コストを下げるこ
とが難しかった。

【０００８】また、無孔性基材を使用したキトサン担持
体はこれまで提供されていなかった。

【０００９】本発明の目的は、前記の欠点を解消しよう
とするものであり、すなわち工業的規模での生産性の改
善と多孔性基材のみならず無孔性基材へのキトサン担持
をも可能にするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくともそ
の表面がアルカリ性を示すアルカリ性基材の外表面にキ
トサンが担持されてなるキトサン担持体を提供するもの
である。

【００１１】本発明では、キトサン担持体の基材として
少なくともその表面がアルカリ性を示す基材を使用する
ため、酸性のキトサン溶液と基材を混合するとキトサン
が基材表面に析出し、キトサンの総重量のうち基材の外
表面に存在するキトサン量を増加することができる。

【００１２】本発明者は、キトサンをできるだけ有効に
利用し、かつ各用途に適した大きさの粒子を得ることを
目的として検討した結果、酸性溶液に溶解したキトサン
が、基材の１０重量％水スラリーのｐＨが７．１以上好
ましくは８．０以上であるアルカリ性基材上に不溶解化
し析出することを利用して、安価で所望の粒子径の基材
の表面に容易にキトサンを担持できることを見い出し
た。これにより、キトサン単位重量あたりの面積を増加
することができるため、キトサンの利用効率を向上させ
る目的を達成できた。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明において用いられる基材
は、少なくともその表面がアルカリ性を示すことが必要
である。すなわち、基材は表面に水が接触したときその
水がアルカリ性を示す材料であることが必要である。し
たがって、基材全体がアルカリ性を示す場合だけでな
く、基材の表面のみにアルカリ性を示す材料で被覆され
ていてもよい。その理由は、キトサンは酸性領域では溶
解度が高いが、アルカリ性領域で不溶解性であることを
利用するためである。酸性溶液に溶解したキトサンが、
基材の表面でアルカリと反応することで基材粒子の外表
面に選択的にキトサンが担持できる。

【００１４】基材がアルカリ性であることから、キトサ
ンの酸性溶液と接触することで基材の表面にキトサンが
析出してくる。そのため工業的規模での生産に有利であ
り、大量にそして安価にキトサン担持体を得ることがで
きる。また、反応による析出であることから基材表面の
状態によらずキトサンを担持することができるため、無
孔性基材のキトサン担持体も容易に得ることができる。

【００１５】キトサンを担持する手段としては、例え
ば、キトサンを酢酸水溶液に溶解し、これにアルカリ性
基材を浸漬してアルカリ性基材の表面にキトサンを析出
させたり、あるいはキトサンを酢酸水溶液に溶解し、こ
れをアルカリ性基材に塗布あるいは噴霧し、基材表面に
キトサンを析出させることも可能である。溶解に使用す
る酢酸の量は好ましくはキトサンと同程度の重量である
のが望ましい。必要に応じて洗浄、乾燥、解砕すること
により基材の少なくとも表面にキトサンを担持したキト
サン担持体が得られる。キトサンの担持量は、キトサン
の効果の発現と基材上に担持させることによる有効活用
の利点とを考慮し、基材の０．１〜６０重量％程度が望
ましい。好ましくはこのうちの８０重量％以上が基材の
外表面に存在するのが望ましい。

【００１６】キトサンは水、アルカリ溶液には不溶だ
が、希酸への溶解性は高い。これは、グルコサミン残基
が酸と反応してイオン化し溶解するものである。キトサ
ンを溶解する溶媒は、具体的には塩酸、硝酸などの無機
酸、あるいは酢酸、ギ酸、乳酸、アジピン酸、アスコル
ビン酸などの有機酸に溶解することが知られているの
で、これらの酸を使用することが望ましい。

【００１７】アルカリ性基材としては、微細で粒径分布
の整った、安定で安全性が高く安価に大量に入手可能で
あることが望ましい。また、酸性溶液と混合した場合で
も構造、物性などが安定であり、キトサンの抗菌性等の
機能を阻害しない物質が望ましい。

【００１８】さらに、例えばキトサンの抗菌効果は菌と
キトサンが接触した際に発現するものであると考えられ
るので、単位重量あたりの表面積が大きく、外部と接触
する面積が大きい小粒子径の基材が望ましい。基材の粒
径は製造の容易さと比表面積とにより、１μｍ〜３ｍｍ
程度が望ましい。

【００１９】ゼオライトはこれらの条件を満たし、１〜
２μｍの粒度の揃った細かい結晶であることからペンキ
などに混ぜ込みやすく、また大量に製造されており入手
が容易でかつ安価でもあることからアルカリ性基材とし
て好ましい。

【００２０】本発明によれば基材は無孔性基材でも多孔
性基材でもよく、アルカリ性でない物質の表面にアルカ
リを被覆せしめることにより外表面でのキトサンの担持
割合を多くすることが可能である。

【００２１】

【実施例】

実施例１北海道曹達社のノースキトサンＭＣ−１（商品名、脱ア
セチル化度７５％のキトサン）２ｇを水１０７ｇに分散
させ、酢酸の１０重量％溶液２０．６ｇを添加し、キト
サンを溶解させた。一方、粉末の４Ａ型合成ゼオライト
９８ｇを水７２ｇに分散させた。（このゼオライトの１
０重量％水スラリーのｐＨを別途測定したところ１１．
０であった。）このゼオライトスラリーをキトサンの酢
酸溶液に５分間で添加した。ゼオライトスラリー添加
後、６０分間撹拌し、ゼオライト粒子上にキトサンを析
出させた。反応終了時のスラリーはｐＨ５．２であっ
た。反応終了後スラリーを純水で洗浄し、ゼオライト中
に含まれるアルカリとキトサン溶解液中に含まれる酢酸
を中和して生成した酢酸ナトリウムを除去した後、蒸発
皿に広げ、１１０℃で２時間乾燥した。これを軽くめの
う乳鉢で解砕しサンプル粉末とした。サンプルを純水に
５重量％懸濁したスラリーは、ｐＨ６．７であった。キ
トサンは２重量％が表面に担持された。

【００２２】比較例１北海道曹達社のノースキトサンＭＣ−１（商品名、脱ア
セチル化度７５％のキトサン）を液体窒素で凍結し、め
のう乳鉢で深冷粉砕したものをキトサン粉末とした。

【００２３】比較例２特開平１−４０５０１号公報の実施例１の方法と同様に
して、ＳｉＯ₂ ２３％の３号水ガラス４６０ｇに３９重
量％の硫酸１９０ｇを反応させ、ｐＨ２のケイ酸ゾル
（濃度２０．５重量％）を生成せしめ、これにキトサン
２．５ｇを加えてキトサンを２重量％担持せしめたシリ
カゲルのキトサン担持体を得た。

【００２４】抗菌性評価実施例１で作製したゼオライトのキトサン担持粉末の抗
菌性能を評価するため、実施例１と比較例１及び比較例
２の各々を含んだ培地の大腸菌のコロニー数を以下の要
領で測定した。まず、ニッスイ社の一般細菌用普通寒天
培地３５ｇを１リットルの純水で溶解しオートクレーブ
にて１２１℃で１５分間滅菌し冷えないうちに１５ミリ
リットルずつシャーレにまき寒天培地とする。また、２
８．３９ｇのリン酸二ナトリウムと２３．９８ｇのリン
酸一ナトリウムと５ｇの塩化ナトリウムを蒸留水にて１
リットルとしオートクレーブにて１２１℃で１５分間滅
菌したものをリン酸緩衝生理食塩水とする。次いで、実
施例１のキトサン担持粉末と比較例１及び比較例２の粉
末各０．１ｇを０．９ミリリットルのリン酸緩衝生理食
塩水と混合した。ここにリン酸緩衝生理食塩水で３×１
０⁵ 個／ミリリットルに希釈した大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒ
ｉｃｈｉａ−ｃｏｌｉ）を４ミリリットル添加し、この
うち２．５ミリリットルを３５℃で２４時間培養した。
培養後、燐酸緩衝生理食塩水を１８ミリリットル添加し
生菌を最終菌体濃度４×１０⁴ 個／ミリリットルに分散
した。ここより０．１ミリリットルを分取しオートクレ
ーブで滅菌した寒天培地（０．６重量％）２ミリリット
ルで希釈した。これを寒天培地上に積層し、２４時間後
に大腸菌のコロニー数を測定した。サンプル無添加のも
のをコントロールとして同様に操作し比較した。実験結
果を表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】実施例１のキトサン担持体は、基材表面に
存在するキトサンが抗菌効果を発現し、キトサン単味を
用いた比較例１と比べると、はるかに少ないキトサン量
でより優れた抗菌効果を示している。多孔性基体にキト
サンを担持した比較例２と比べても同じキトサン量であ
るのにもかかわらず数倍優れた抗菌効果を示している。
以上のことから、本発明によってキトサンの利用率が優
れたキトサン担持体が得られたことがわかる。

【００２７】

【発明の効果】本発明のキトサン担持体は、必要な大き
さが容易にかつ安価に得られ、キトサンを有効に利用で
きるという効果を有する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者寺瀬邦彦千葉県市原市五井海岸10番地旭硝子株式会社千葉工場内 (72)発明者切替孝次千葉県市原市君塚２−１−１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともその表面がアルカリ性を示すア
ルカリ性基材の外表面にキトサンが担持されてなるキト
サン担持体。
【請求項２】アルカリ性基材の１０重量％水スラリーが
ｐＨ７．１以上である請求項１のキトサン担持体。
【請求項３】アルカリ性基材がゼオライトである請求項
１のキトサン担持体。
【請求項４】キトサンを酸性溶液に溶解したものとアル
カリ性基材を混合し、あるいはキトサンを酸性溶液に溶
解したものをアルカリ性基材の表面に塗布あるいは噴霧
し得られる請求項１のキトサン担持体の製造方法。