Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP5435538B2 - Method for producing low molecular weight product of chondroitin sulfate - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP5435538B2 - Method for producing low molecular weight product of chondroitin sulfate - Google Patents

Method for producing low molecular weight product of chondroitin sulfate Download PDF

Info

Publication number
JP5435538B2
JP5435538B2 JP2008246388A JP2008246388A JP5435538B2 JP 5435538 B2 JP5435538 B2 JP 5435538B2 JP 2008246388 A JP2008246388 A JP 2008246388A JP 2008246388 A JP2008246388 A JP 2008246388A JP 5435538 B2 JP5435538 B2 JP 5435538B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chondroitin sulfate
molecular weight
minutes
sulfate
hydrothermal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008246388A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010077256A (en
Inventor
斎本  博之
稔 森本
公彦 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tottori University NUC
Tottori Institute of Industrial Technology
Original Assignee
Tottori University NUC
Tottori Institute of Industrial Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tottori University NUC, Tottori Institute of Industrial Technology filed Critical Tottori University NUC
Priority to JP2008246388A priority Critical patent/JP5435538B2/en
Publication of JP2010077256A publication Critical patent/JP2010077256A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5435538B2 publication Critical patent/JP5435538B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Description

本発明は、低分子化硫酸化多糖、詳細には、低分子化コンドロイチン硫酸の製造方法に関する。詳細には、水熱反応を用いることにより糖残基の分解および硫酸基の脱離を伴わずにコンドロイチン硫酸を低分子化させることを特徴とする、低分子化コンドロイチン硫酸の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a low molecular weight sulfated polysaccharide, specifically, a low molecular weight chondroitin sulfate. More specifically, the present invention relates to a method for producing a low molecular weight chondroitin sulfate, characterized by using a hydrothermal reaction to reduce the molecular weight of chondroitin sulfate without decomposing sugar residues and eliminating sulfate groups.

コンドロイチン硫酸はウロン酸とアセチルガラクトサミンを繰り返しユニットとし、その一部が硫酸化された天然由来の硫酸化多糖の一つであり、硫酸基の置換位置、数によりコンドロイチン硫酸A〜Eに区別されている。コンドロイチン硫酸は、軟骨再生など様々な生理活性が注目されており、例えば、注射液として腰痛、関節痛、肩関節周囲炎などの治療に用いられ、点眼液として角膜表層の保護に用いられている。また、健康食品にも応用されている。コンドロイチン硫酸のこれらの生物活性は分子量分布、硫酸基の置換度に依存することが知られている。ある程度低分子化されたコンドロイチン硫酸のほうが、体内への吸収がよいと考えられる。さらに、コンドロイチン硫酸は保湿作用を有することから、化粧品等にも用いられている。   Chondroitin sulfate is a naturally-occurring sulfated polysaccharide with uronic acid and acetylgalactosamine as a repeating unit, and a part of it is classified into chondroitin sulfate A to E depending on the substitution position and number of sulfate groups. Yes. Chondroitin sulfate is attracting attention for various physiological activities such as cartilage regeneration. For example, chondroitin sulfate is used for the treatment of low back pain, joint pain, shoulder periarthritis, etc. as an injection solution, and used as an ophthalmic solution for protecting the corneal surface layer. . It is also applied to health foods. It is known that these biological activities of chondroitin sulfate depend on molecular weight distribution and substitution degree of sulfate group. Chondroitin sulfate, which has been reduced in molecular weight to some extent, is considered better absorbed by the body. Furthermore, since chondroitin sulfate has a moisturizing action, it is also used in cosmetics and the like.

コンドロイチン硫酸の分子量と生理活性との相関について調べるためには、分子量の制御が容易で、しかも硫酸基の脱離が少ない低分子化法が必要となる。コンドロイチン硫酸の低分子化法としては酸加水分解法が一般的であるが、この方法は反応時間が短いという利点はあるものの、分子量の制御が困難であり、硫酸基の保持率も低いという欠点を有する。酵素を用いてコンドロイチン硫酸を低分子化する方法もあるが(特許文献1参照)、反応時間が長く、コストもかかるという欠点を有する。このような事情から、分子量制御が容易で、しかも迅速にコンドロイチン硫酸を低分子化させる方法が望まれている。また、コンドロイチン硫酸の生理活性は硫酸基に負うところが大きいので、硫酸基の脱離を抑制しつつコンドロイチン硫酸を低分子化する方法も望まれている。これらの条件を満たすコンドロイチン硫酸の低分子化方法が実現されれば、コンドロイチン硫酸の分子量と生理活性との相関についての詳細な研究が進み、生理活性の高い低分子化コンドロイチンを得ることができると期待される。
国際公開第WO2004/97022号公報
In order to investigate the correlation between the molecular weight of chondroitin sulfate and physiological activity, a method for reducing the molecular weight that allows easy control of the molecular weight and less elimination of sulfate groups is required. The acid hydrolysis method is generally used as a method for reducing the molecular weight of chondroitin sulfate, but this method has the advantage of having a short reaction time, but it is difficult to control the molecular weight and has a low sulfate group retention rate. Have There is also a method of reducing the molecular weight of chondroitin sulfate using an enzyme (see Patent Document 1), but it has the disadvantage that the reaction time is long and the cost is high. Under such circumstances, a method for easily controlling the molecular weight and rapidly reducing the molecular weight of chondroitin sulfate is desired. In addition, since the physiological activity of chondroitin sulfate is largely attributed to sulfate groups, a method for reducing the molecular weight of chondroitin sulfate while suppressing the elimination of sulfate groups is also desired. If a method for reducing the molecular weight of chondroitin sulfate that satisfies these conditions is realized, detailed research on the correlation between the molecular weight of chondroitin sulfate and physiological activity will proceed, and it will be possible to obtain low molecular weight chondroitin having high physiological activity. Be expected.
International Publication No. WO2004 / 97022

上記事項に鑑みて、本発明は、糖残基の分解および硫酸基の脱離を伴うことなく低分子化でき、しかも反応条件を変えることにより容易に分子量制御を可能にする方法、ならびにそのような方法により得られる低分子化コンドロイチン硫酸を提供することを課題とした。   In view of the above, the present invention provides a method that can reduce the molecular weight without decomposing sugar residues and eliminating sulfate groups, and that can easily control the molecular weight by changing reaction conditions. It was an object to provide a low molecular weight chondroitin sulfate obtained by a simple method.

本発明者らは、上記課題を解決せんと鋭意研究を重ね、コンドロイチン硫酸を高温高圧水中で処理(熱水処理)するに際し、温度、反応時間およびpHを選択することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。   The inventors of the present invention have made extensive studies to solve the above problems and can solve the above problems by selecting temperature, reaction time and pH when treating chondroitin sulfate in high-temperature and high-pressure water (hydrothermal treatment). As a result, the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、以下の方法およびそれにより得られる低分子化コンドロイチン硫酸を提供する:
(1)糖残基の分解および硫酸基の脱離を伴わない低分子化コンドロイチン硫酸の製造方法であって、硫酸基が実質的に脱離しない水熱条件下にコンドロイチン硫酸の水溶液を保持することを特徴とする方法;
(2)pH無調節またはpHを約2.5よりも高い値〜約12.0に調節したコンドロイチン硫酸の水溶液を100℃ないし約160℃未満の水熱条件下に約5分ないし約20分未満保つことを特徴とする(1)記載の方法;
(3)pH無調節またはpHを約2.5よりも高い値〜約12.0に調節したコンドロイチン硫酸の水溶液を100℃ないし約140℃未満の水熱条件下に約5分ないし約60分未満保つことを特徴とする(1)記載の方法;
(4)pH無調節またはpHを約2.5よりも高い値〜約12.0に調節したコンドロイチン硫酸の水溶液を100℃ないし約140℃の水熱条件下に約5分ないし約40分保つことを特徴とする(1)記載の方法;
(5)水熱処理前にコンドロイチン硫酸の水溶液のpHを約2.5よりも高い値〜約6.0未満に調節し、コンドロイチン硫酸の低分子化を促進しつつ水熱反応を行うことを特徴とする、(2)〜(4)のいずれかに記載の方法;
(6)水熱処理前にコンドロイチン硫酸の水溶液のpHを約3.4〜約4.0に調節し、コンドロイチン硫酸の低分子化を促進しつつ水熱反応を行うことを特徴とする、(2)〜(4)のいずれかに記載の方法;
(7)水熱処理前にコンドロイチン硫酸の水溶液のpHを約11.0〜約12.0に調節し、コンドロイチン硫酸の低分子化を抑制しつつ水熱反応を行うことを特徴とする、(2)〜(4)のいずれかに記載の方法;
(8)コンドロイチン硫酸がコンドロイチン硫酸Cである、(1)〜(7)のいずれかに記載の方法;
(9)コンドロイチン硫酸がコンドロイチン硫酸Aである、(1)〜(7)のいずれか1項記載の方法;
(10)(1)〜(9)のいずれかに記載の方法により得ることのできる低分子化コンドロイチン硫酸。
That is, the present invention provides the following method and a low molecular weight chondroitin sulfate obtained by the following method:
(1) A method for producing a low-molecular-weight chondroitin sulfate that does not involve decomposition of sugar residues and elimination of sulfate groups, wherein an aqueous solution of chondroitin sulfate is maintained under hydrothermal conditions in which sulfate groups are not substantially eliminated. A method characterized by:
(2) Unadjusted pH or an aqueous solution of chondroitin sulfate adjusted to a pH higher than about 2.5 to about 12.0 under hydrothermal conditions of 100 ° C. to less than about 160 ° C. for about 5 minutes to about 20 minutes The method according to (1), characterized in that it is kept below;
(3) An aqueous solution of chondroitin sulfate with no pH adjustment or a pH adjusted to a value higher than about 2.5 to about 12.0 under hydrothermal conditions of 100 ° C. to less than about 140 ° C. for about 5 minutes to about 60 minutes The method according to (1), characterized in that it is kept below;
(4) An aqueous solution of chondroitin sulfate having no pH adjustment or a pH adjusted to a value higher than about 2.5 to about 12.0 is maintained under hydrothermal conditions of 100 ° C. to about 140 ° C. for about 5 minutes to about 40 minutes. The method according to (1), characterized in that:
(5) Before the hydrothermal treatment, the pH of the aqueous solution of chondroitin sulfate is adjusted to a value higher than about 2.5 to less than about 6.0, and a hydrothermal reaction is carried out while promoting low molecular weight of chondroitin sulfate. And the method according to any one of (2) to (4);
(6) The pH of the aqueous solution of chondroitin sulfate is adjusted to about 3.4 to about 4.0 before hydrothermal treatment, and a hydrothermal reaction is carried out while promoting the low molecular weight of chondroitin sulfate. (2 ) To (4)
(7) The pH of the aqueous solution of chondroitin sulfate is adjusted to about 11.0 to about 12.0 before hydrothermal treatment, and a hydrothermal reaction is carried out while suppressing the low molecular weight of chondroitin sulfate (2 ) To (4)
(8) The method according to any one of (1) to (7), wherein the chondroitin sulfate is chondroitin sulfate C;
(9) The method according to any one of (1) to (7), wherein the chondroitin sulfate is chondroitin sulfate A;
(10) Low molecular weight chondroitin sulfate obtainable by the method according to any one of (1) to (9).

本発明によれば、糖残基の分解および硫酸基の脱離を伴うことなく迅速にコンドロイチン硫酸を低分子化でき、しかも反応温度、反応時間、反応pHなどの反応条件を変えることにより容易に分子量制御を行うことができる。また、本発明によれば、糖残基の分解および硫酸基の脱離を伴うことなく分子量制御された低分子化コンドロイチン硫酸が迅速に提供される。さらに本発明の方法は、実施するにあたりランニングコストを低く抑えることができる。   According to the present invention, chondroitin sulfate can be rapidly reduced in molecular weight without decomposition of sugar residues and elimination of sulfate groups, and easily by changing reaction conditions such as reaction temperature, reaction time, and reaction pH. Molecular weight control can be performed. In addition, according to the present invention, a low molecular weight chondroitin sulfate whose molecular weight is controlled without accompanying decomposition of a sugar residue and elimination of a sulfate group is rapidly provided. Furthermore, the method of the present invention can keep the running cost low when implemented.

本発明は、コンドロイチン硫酸を水熱処理に付して加水分解することにより低分子化させる方法を提供するものである。さらに本発明は、コンドロイチン硫酸の水溶液を水熱処理に付す前に、水溶液のpHを調節することにより低分子化を抑制または促進して、低分子化コンドロイチン硫酸の分子量制御を容易ならしめる方法も提供する。水熱処理を用いることにより、あるいはそれに加えて水熱処理前にコンドロイチン硫酸水溶液のpHを調節することにより、従来の他の方法に伴う欠点、例えば、酵素処理では反応時間が長くなりコストも高くつく、酸加水分解では硫酸基の保持率が低い、あるいはこれらの方法では生成物の分子量の制御が困難である等の欠点が克服される。換言すれば、本発明の方法は、安価かつ短時間の処理にて低分子化コンドロイチン硫酸が得られ、しかも低分子化コンドロイチン硫酸の分子量制御が容易で、低分子化後の糖残基の分解および硫酸基の脱離を伴わないという優れた方法である。   The present invention provides a method for reducing the molecular weight of hydrolyzed chondroitin sulfate by hydrothermal treatment. Furthermore, the present invention also provides a method for facilitating the control of the molecular weight of low molecular weight chondroitin sulfate by controlling or lowering the low molecular weight by adjusting the pH of the aqueous solution before subjecting the aqueous solution of chondroitin sulfate to hydrothermal treatment. To do. By using hydrothermal treatment or by adjusting the pH of the chondroitin sulfate aqueous solution before hydrothermal treatment in addition thereto, disadvantages associated with other conventional methods, for example, enzyme treatment increases reaction time and costs. Acid hydrolysis has the disadvantage that the retention of sulfate groups is low, or that these methods make it difficult to control the molecular weight of the product. In other words, according to the method of the present invention, low-molecular-weight chondroitin sulfate can be obtained at low cost and in a short time, and the molecular weight of low-molecular-weight chondroitin sulfate can be easily controlled. And an excellent method that does not involve elimination of sulfate groups.

本発明の方法において、コンドロイチン硫酸は精製品であってもよく、粗精製品または部分精製品であってもよく、あるいは材料の抽出物であってもよい。コンドロイチン硫酸の材料は特に限定されず、例えば、サメなどの動物の軟骨あるいは動物の皮膚、軟体動物や魚介類、ヤマイモ、オクラ等の植物であってもよい。したがって、本発明に用いるコンドロイチン硫酸は蛋白類、脂質類、他の糖類などの夾雑物質を含むものであってもよい。例えば、上記材料の抽出物をコンドロイチン硫酸として本発明の方法に使用してもよい。材料からのコンドロイチン硫酸の抽出方法、およびコンドロイチン硫酸の精製方法は公知である。また、得られた抽出物を公知の方法、例えば、プロナーゼ等の蛋白分解酵素による処理、イオン交換クロマトグラフィー、ゲルろ過クロマトグラフィー(GPC)などのクロマトグラフィー等により精製してから本発明に用いてもよい。本発明において、コンドロイチン硫酸を水などの適当な溶媒に溶解してから低分子化させる。好ましくは、コンドロイチン硫酸水溶液を用いる。コンドロイチン硫酸を水だけに溶解させてコンドロイチン硫酸水溶液としてもよく、コンドロイチン硫酸を塩類などの他の物質が含まれている水に溶解させてコンドロイチン硫酸水溶液を調製してもよい。溶液中のコンドロイチン硫酸の濃度は特に制限はない。本発明の方法により低分子化されるコンドロイチン硫酸の種類は、コンドロイチ硫酸A〜Eのいずれであってもよい。   In the method of the present invention, chondroitin sulfate may be a purified product, a crude product, a partially purified product, or an extract of material. The material of chondroitin sulfate is not particularly limited, and may be, for example, animal cartilage such as shark or animal skin, mollusk, seafood, yam, okra and other plants. Therefore, the chondroitin sulfate used in the present invention may contain contaminants such as proteins, lipids, and other saccharides. For example, an extract of the above material may be used as chondroitin sulfate in the method of the present invention. The extraction method of chondroitin sulfate from the material and the purification method of chondroitin sulfate are known. The obtained extract is purified by a known method, for example, treatment with a proteolytic enzyme such as pronase, ion exchange chromatography, chromatography such as gel filtration chromatography (GPC), etc., and then used in the present invention. Also good. In the present invention, chondroitin sulfate is dissolved in a suitable solvent such as water and then reduced in molecular weight. Preferably, an aqueous chondroitin sulfate solution is used. Chondroitin sulfate may be dissolved in water alone to form a chondroitin sulfate aqueous solution, or chondroitin sulfate may be dissolved in water containing other substances such as salts to prepare a chondroitin sulfate aqueous solution. The concentration of chondroitin sulfate in the solution is not particularly limited. Any of chondroitin sulfates A to E may be used as the type of chondroitin sulfate to be reduced in molecular weight by the method of the present invention.

一般に、水熱処理は亜臨界水(100℃ないし374℃の温度で、1気圧ないし22MPaの圧力)を用いて行われるものであるが、本発明の方法においては、水熱処理による低分子化の際に糖残基の分解および硫酸基の脱離が伴わないような温度範囲および処理時間の範囲とすることが必要である。本発明の方法においてコンドロイチン硫酸を有意に低分子化させるためには、以下に述べる各温度には約5分以上保持することが好ましい。コンドロイチン硫酸の低分子化を確認するには、例えばゲルろ過カラムクロマトグラフィー(GPC)法などの公知の分子量測定方法を用いることができる。   In general, hydrothermal treatment is carried out using subcritical water (temperature of 100 ° C. to 374 ° C., pressure of 1 atm to 22 MPa), but in the method of the present invention, the molecular weight is reduced by hydrothermal treatment. Therefore, it is necessary to set the temperature range and the processing time range so as not to cause decomposition of sugar residues and elimination of sulfate groups. In order to significantly reduce the molecular weight of chondroitin sulfate in the method of the present invention, it is preferable to hold at each temperature described below for about 5 minutes or more. In order to confirm the low molecular weight of chondroitin sulfate, a known molecular weight measurement method such as gel filtration column chromatography (GPC) can be used.

水熱処理によるコンドロイチン硫酸の低分子化において、水熱処理温度が高いほど、そして水熱処理時間が長いほど、コンドロイチン硫酸の低分子化が促進され、得られる低分子化コンドロイチン硫酸の分子量が小さくなる。しかし、水熱処理温度が高いほど、そして水熱処理時間が長いほど、糖残基の分解および硫酸基の脱離が起こりやすくなる。また、水熱処理温度が低いほど、そして水熱処理時間が短いほど、コンドロイチン硫酸の低分子化が進まず、得られる低分子化コンドロイチン硫酸の分子量が大きくなる。当業者は、所望の分子量の、糖残基の分解および硫酸基の脱離が起こっていない低分子化コンドロイチン硫酸を得るための水熱条件を通常の実験によって、容易に定めうる。   In lowering the molecular weight of chondroitin sulfate by hydrothermal treatment, the higher the hydrothermal treatment temperature and the longer the hydrothermal treatment time, the lower the molecular weight of the chondroitin sulfate obtained and the lower the molecular weight of the resulting low molecular weight chondroitin sulfate. However, the higher the hydrothermal treatment temperature and the longer the hydrothermal treatment time, the easier the decomposition of sugar residues and the elimination of sulfate groups occur. Further, the lower the hydrothermal treatment temperature and the shorter the hydrothermal treatment time, the lower the molecular weight of the chondroitin sulfate obtained, and the lower the molecular weight of the resulting low molecular weight chondroitin sulfate. A person skilled in the art can easily determine the hydrothermal conditions for obtaining a low molecular weight chondroitin sulfate having a desired molecular weight without decomposition of sugar residues and elimination of sulfate groups by ordinary experiments.

本発明において、水熱反応前後でIRスペクトルのパターン全体に有意な変化が認められなければ、コンドロイチン硫酸の硫酸基の脱離および糖残基の分解が伴わないと判定される。とりわけ、ピラノース環由来のIR吸収スペクトルのパターン(1100cm−1付近)およびイオウの結合に関連したIR吸収スペクトルのパターン(1400cm−1付近)に有意な変化がないことが重要である。さらに、硫酸基の量や置換度を測定して硫酸基の脱離がないことを確認することが好ましい。コンドロイチン硫酸の硫酸基の量は元素分析やバリウム沈殿法、あるいはHPLCを用いる方法などの公知の方法にて測定することができる。これらの方法で測定して、約92%以上の硫酸基が残存している場合に、低分子化コンドロイチン硫酸の硫酸基が脱離しないと判定することもできる。加えて、硫酸基の置換度(DS)が水熱反応の前後でほぼ一定値を示すことを確認することも、硫酸基の脱離がないことの1つの判断基準である。DSの測定方法は公知であり、例えば、元素分析法、バリウム沈殿法などを用いることができる。 In the present invention, if no significant change is observed in the entire IR spectrum pattern before and after the hydrothermal reaction, it is determined that the sulfate group of chondroitin sulfate is not eliminated and the sugar residue is not decomposed. In particular, it is important that there is no significant change in the pattern of the IR absorption spectrum derived from the pyranose ring (near 1100 cm −1 ) and the pattern of the IR absorption spectrum related to sulfur bonding (near 1400 cm −1 ). Furthermore, it is preferable to confirm the absence of sulfate groups by measuring the amount and substitution degree of sulfate groups. The amount of sulfate groups of chondroitin sulfate can be measured by a known method such as elemental analysis, barium precipitation, or a method using HPLC. It can also be determined that the sulfate group of the low molecular weight chondroitin sulfate is not eliminated when about 92% or more of the sulfate groups remain as measured by these methods. In addition, confirming that the substitution degree (DS) of the sulfate group shows a substantially constant value before and after the hydrothermal reaction is also one criterion for the absence of the sulfate group. Methods for measuring DS are known, and for example, elemental analysis, barium precipitation, and the like can be used.

上記のような判断基準から、コンドロイチン硫酸の糖残基の分解および硫酸基の脱離を伴わない水熱条件の例としては、コンドロイチン硫酸の水溶液を100℃ないし約160℃未満の水熱条件下に約5分ないし約20分未満保つ条件、コンドロイチン硫酸の水溶液を100℃ないし約140℃未満の水熱条件下に約5分ないし約60分未満保つ条件などが挙げられる。しかし、これらの条件に限定されることはない。コンドロイチン硫酸の糖残基の分解および硫酸基の脱離を伴わない好ましい水熱条件の例としては、コンドロイチン硫酸の水溶液を100℃ないし約140℃の水熱条件下に5分ないし約40分保つ条件などが挙げられる。しかし、これらの条件に限定されることはない。上記水熱条件は、水熱反応前にコンドロイチン硫酸水溶液のpHを調節しない場合であっても、下記のごとくpHを約2.5よりも高い値〜約12に調節する場合であっても同じである。   From the above criteria, as an example of hydrothermal conditions that do not involve decomposition of sugar residues of chondroitin sulfate and elimination of sulfate groups, an aqueous solution of chondroitin sulfate is used under hydrothermal conditions of 100 ° C. to less than about 160 ° C. And a condition of maintaining an aqueous solution of chondroitin sulfate under a hydrothermal condition of 100 ° C. to less than about 140 ° C. for about 5 minutes to less than about 60 minutes. However, it is not limited to these conditions. As an example of preferable hydrothermal conditions that do not involve decomposition of sugar residues and elimination of sulfate groups of chondroitin sulfate, an aqueous solution of chondroitin sulfate is maintained at 100 ° C. to about 140 ° C. for 5 minutes to about 40 minutes. Examples include conditions. However, it is not limited to these conditions. The hydrothermal conditions are the same even when the pH of the chondroitin sulfate aqueous solution is not adjusted before the hydrothermal reaction, or even when the pH is adjusted to a value higher than about 2.5 to about 12 as described below. It is.

コンドロイチン硫酸の水溶液のpHは、調節しない場合は弱酸性ないし中性領域(典型的にはpH6付近)にあるのが通常である。本発明のコンドロイチン硫酸の低分子化方法において、水熱反応前にコンドロイチン硫酸の水溶液のpHを調節しなくてもよいが、以下に述べるように、水熱反応前にコンドロイチン硫酸の水溶液のpHを酸性〜アルカリ性に調節してもよい。したがって、さらなる態様において、本発明は、コンドロイチン硫酸の水溶液のpHを酸性〜アルカリ性に調節し、次いで、硫酸基が脱離しない水熱条件下にコンドロイチン硫酸の水溶液を保持することを特徴とする、低分子化コンドロイチン硫酸の製造方法を提供する。コンドロイチン硫酸の水溶液のpHを酸性側に調節してから水熱処理に付すことによって、コンドロイチン硫酸の低分子化を促進しつつ、低分子化反応を行うことができる。また、コンドロイチン硫酸の水溶液のpHをアルカリ性側に調節してから水熱処理に付すことによって、コンドロイチン硫酸の低分子化を抑制しつつ、低分子化反応を行うことができる。pHを水熱反応前に調節する場合において、水熱反応温度や時間をうまくコントロールことにより、所望の分子量のコンドロイチン硫酸を効率よく得ることができる。   The pH of the aqueous solution of chondroitin sulfate is usually in the weakly acidic to neutral range (typically around pH 6) unless adjusted. In the method for reducing the molecular weight of chondroitin sulfate of the present invention, it is not necessary to adjust the pH of the aqueous solution of chondroitin sulfate before the hydrothermal reaction, but as described below, the pH of the aqueous solution of chondroitin sulfate is adjusted before the hydrothermal reaction. You may adjust to acidity-alkalinity. Therefore, in a further aspect, the present invention is characterized in that the pH of the aqueous solution of chondroitin sulfate is adjusted from acidic to alkaline, and then the aqueous solution of chondroitin sulfate is maintained under hydrothermal conditions in which the sulfate group is not eliminated, A method for producing a low molecular weight chondroitin sulfate is provided. By adjusting the pH of the aqueous solution of chondroitin sulfate to the acidic side and then subjecting it to a hydrothermal treatment, it is possible to carry out a low molecular weight reaction while promoting the low molecular weight of chondroitin sulfate. Further, by adjusting the pH of the aqueous solution of chondroitin sulfate to the alkaline side and then subjecting it to a hydrothermal treatment, it is possible to carry out a molecular weight reduction reaction while suppressing the molecular weight reduction of chondroitin sulfate. In the case where the pH is adjusted before the hydrothermal reaction, chondroitin sulfate having a desired molecular weight can be efficiently obtained by controlling the hydrothermal reaction temperature and time well.

コンドロイチン硫酸の水溶液のpHを酸性側に調節してから水熱処理に付す場合において、pH約2.5あるいはそれ以下に調節してから水熱処理に付すと、140℃、20分の処理でもIRスペクトルに変化が見られるので、pH約2.5よりも高いpH値に調節してから水熱処理に付すことが好ましい。本発明において、コンドロイチン硫酸の水溶液のpHを酸性側に調節してから水熱処理に付す場合の好ましいpH範囲は約2.5よりも高い値〜約6.0未満であり、さらに好ましいpH範囲は約3.4〜約4.0である。このようにコンドロイチン硫酸の水溶液のpHを酸性側に調節してから水熱処理に付すことによって、比較的低分子のコンドロイチン硫酸を迅速に得ることができる。   When the hydrothermal treatment is performed after adjusting the pH of the aqueous solution of chondroitin sulfate to the acidic side, if the hydrothermal treatment is performed after adjusting the pH to about 2.5 or lower, the IR spectrum can be obtained even at a treatment of 140 ° C. for 20 minutes. Therefore, it is preferable to perform hydrothermal treatment after adjusting the pH to a pH higher than about 2.5. In the present invention, the preferred pH range in the case of hydrothermal treatment after adjusting the pH of the aqueous solution of chondroitin sulfate to the acidic side is higher than about 2.5 to less than about 6.0, and more preferable pH range is About 3.4 to about 4.0. Thus, by adjusting the pH of the aqueous solution of chondroitin sulfate to the acidic side and then subjecting it to hydrothermal treatment, it is possible to rapidly obtain a relatively low molecular chondroitin sulfate.

コンドロイチン硫酸の水溶液のpHをアルカリ性側に調節してから水熱処理に付す場合において、pH約7〜約10の範囲では得られるコンドロイチン硫酸の低分子化が若干促進される傾向が見られるが、有意な変化とはいえない。したがって、コンドロイチン硫酸の水溶液のpHをアルカリ性側に調節してから水熱処理に付すことによって、適度に低分子化が抑制されるので比較的高分子のものを得やすくなり、分子量制御をより精密に行うことも可能となる。本発明において、水熱処理前にコンドロイチン硫酸の水溶液のpHをアルカリ性側に調節してから水熱処理に付す場合において、好ましいpH範囲は約11〜約12である。この場合、140℃、20分の水熱反応を行ってもIRスペクトルの変化は見られない。しかし、例えばpHが約12を超えるような高pHの条件下においては、低分子化反応が遅すぎて実用的とはいえない。   When the pH of the aqueous solution of chondroitin sulfate is adjusted to the alkaline side and then subjected to hydrothermal treatment, there is a tendency that the lowering of the molecular weight of the obtained chondroitin sulfate is slightly promoted in the range of about pH 7 to about 10. It's not a big change. Therefore, by adjusting the pH of the aqueous solution of chondroitin sulfate to the alkaline side and then subjecting it to hydrothermal treatment, it is easy to obtain a relatively high molecular weight because moderately low molecular weight is suppressed, and the molecular weight control is more precise. It is also possible to do this. In the present invention, when the aqueous solution of chondroitin sulfate is adjusted to the alkaline side before hydrothermal treatment and then subjected to hydrothermal treatment, the preferred pH range is about 11 to about 12. In this case, the IR spectrum does not change even when a hydrothermal reaction is performed at 140 ° C. for 20 minutes. However, for example, under a high pH condition where the pH exceeds about 12, the low molecular weight reaction is too slow to be practical.

本発明において水熱反応前にコンドロイチン硫酸の水溶液のpHを調節しない場合においては、低分子化の著しい促進または抑制は認められず、処理速度をある程度早く保ちながらも上手く分子量を制御することができる。   In the present invention, in the case where the pH of the aqueous solution of chondroitin sulfate is not adjusted before the hydrothermal reaction, no significant promotion or suppression of molecular weight reduction is observed, and the molecular weight can be controlled well while maintaining the processing speed to some extent. .

コンドロイチン硫酸の水溶液のpHを調節するためには、酸または塩基を水溶液に添加するのが通常である。pHの調節に用いられる酸および塩基は当業者によく知られており、適宜選択することができる。典型的には酸または塩基の水溶液を用意し、pHをモニターしながら除々にコンドロイチン硫酸水溶液に滴下して所望のpHにすることができる。酸としは塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、コハク酸、酒石酸、リンゴ酸、その他の有機酸などが挙げられるが、食品や医薬品に適用することを考慮すると、コンドロイチン硫酸と不要な反応をしない、毒性や着色の問題がない、風味を損なわないものが好ましく、このような酸の例としてクエン酸、アスコルビン酸などが挙げられる。塩基としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどの金属炭酸塩、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどの金属炭酸水素塩などが挙げられるが、食品や医薬品に適用することを考慮すると、コンドロイチン硫酸と不要な反応をしない、毒性や着色の問題がない、風味を損なわないものが好ましく、このような塩基の例として水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられる。   In order to adjust the pH of the aqueous solution of chondroitin sulfate, an acid or a base is usually added to the aqueous solution. The acid and base used for adjusting the pH are well known to those skilled in the art and can be selected as appropriate. Typically, an aqueous solution of acid or base is prepared, and the pH can be gradually dropped to a chondroitin sulfate aqueous solution while monitoring the pH to obtain a desired pH. Examples of acids include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, acetic acid, succinic acid, tartaric acid, malic acid, and other organic acids. However, taking into account its application to food and pharmaceuticals, it does not react undesirably with chondroitin sulfate. And those that do not have a coloring problem and do not impair the flavor are preferred, and examples of such acids include citric acid and ascorbic acid. Examples of the base include metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate, and metal hydrogen carbonates such as sodium bicarbonate and potassium bicarbonate. In view of the application to the above, those that do not react undesirably with chondroitin sulfate, do not have toxicity and coloring problems, and do not impair the flavor are preferable. Examples of such bases include sodium hydroxide and potassium hydroxide. It is done.

本発明の水熱処理に用いる装置は、試料を上記温度範囲に上記時間保持できるものであればいずれの装置であってもよい。例えば、各種のオートクレーブ用装置や圧力釜のように加圧下で試料を一定温度に保持できる装置が公知であり、市販されているので、それらを用いてもよい。このような装置はあまり高価なものではなく、ランニングコストも比較的安い。また、このような装置は大型化も容易であるので、本発明によれば、安価かつ大量に低分子化コンドロイチン硫酸を得ることができる。また、上記以外の装置として温度調節が可能なプレッシャークッカーなどの装置を本発明の方法に用いてもよい。   The apparatus used for the hydrothermal treatment of the present invention may be any apparatus as long as it can hold the sample in the above temperature range for the above time. For example, devices that can hold a sample at a constant temperature under pressure, such as various autoclave devices and pressure cookers, are known and commercially available, and may be used. Such a device is not very expensive and the running cost is relatively low. Moreover, since such an apparatus can be easily increased in size, according to the present invention, low-molecular-weight chondroitin sulfate can be obtained in a large amount at a low cost. Moreover, you may use apparatuses, such as a pressure cooker which can adjust temperature as apparatuses other than the above, for the method of this invention.

上述のように、本発明の方法において、水熱処理温度および/または水熱処理時間を変化させることにより、あるいはそれに加えて水熱処理前にコンドロイチン硫酸水溶液のpHを調節することにより、得られるコンドロイチン硫酸の分子量を容易に調節・制御することができる。水熱処理温度が高いほど得られるコンドロイチン硫酸が低分子化し、水熱処理時間が長いほど得られるコンドロイチン硫酸が低分子化する。本発明の方法によれば、上記条件を適宜選択することによって、平均分子量約数千ないし数万の範囲の低分子化コンドロイチン硫酸を容易に得ることができる。しかも、本発明の方法により得られる低分子化コンドロイチン硫酸は不快な味、臭いがなく、硫酸基の脱離も実質的になく、コンドロイチン硫酸としての諸活性を保持しているので、医薬品(例えば、腰痛、関節痛、肩関節周囲炎などの治療剤、角膜表層の保護抗炎症剤)や食品(特に機能性食品、健康食品など)または化粧品や保湿剤に好適に用いることができる。したがって、本発明は、さらなる態様において、上記低分子化方法により得られた低分子化コンドロイチン硫酸、ならびにそれを含む飲食物、化粧品および医薬品なども提供する。   As described above, in the method of the present invention, by changing the hydrothermal treatment temperature and / or hydrothermal treatment time, or in addition, by adjusting the pH of the aqueous chondroitin sulfate solution before the hydrothermal treatment, The molecular weight can be easily adjusted and controlled. The higher the hydrothermal treatment temperature, the lower the molecular weight of the chondroitin sulfate obtained, and the lower the hydrothermal treatment time, the lower the molecular weight of the chondroitin sulfate obtained. According to the method of the present invention, low molecular weight chondroitin sulfate having an average molecular weight in the range of about several thousand to several tens of thousands can be easily obtained by appropriately selecting the above conditions. Moreover, the low molecular weight chondroitin sulfate obtained by the method of the present invention has no unpleasant taste and odor, is substantially free from elimination of sulfate groups, and retains various activities as chondroitin sulfate. It can be suitably used for therapeutic agents such as low back pain, joint pain, shoulder periarthritis, corneal surface protective anti-inflammatory agent), food (especially functional food, health food, etc.), cosmetics and moisturizer. Therefore, in a further aspect, the present invention also provides a low molecular weight chondroitin sulfate obtained by the above low molecular weight method and foods, beverages, cosmetics and pharmaceuticals containing the same.

以下に実施例を示して本発明をさらに詳細かつ具体的に説明するが、実施例は本発明を限定するものではない。   The present invention will be described in more detail and specifically with reference to the following examples, but the examples are not intended to limit the present invention.

実施例1 分子量に及ぼす水熱処理の温度および時間の影響
コンドロイチン硫酸C(和光純薬製)1%水溶液を試料とした(純水に溶解させるとpH6.0となった)。水熱処理の温度の影響を調べる場合には、処理温度を120℃、140℃、160℃、180℃として、各温度に20分保持した。水熱処理の時間の影響を調べる場合には、処理温度を140℃として、5分間、10分間、20分間、40分間、60分間保持した。水熱装置としてプレッシャークッカーVS−2416((株)協真エンジニアリング)を用いた。低分子化したコンドロイチン硫酸C試料をHPLCによるゲルろ過カラムクロマトグラフィー(GPC)にて分析した。分析条件は以下のとおり。カラム:Shodex Asahipak GS520HQ+GS320HQ+GS220HQ、溶出液:0.1M NaNO、流速:0.5ml/分、検出:RI、カラム温度:40℃、検量線標品:SHODEX製 Pulluran P800、P400、P200、P100、P50、P20、P10、P5。
Example 1 Effect of Hydrothermal Treatment Temperature and Time on Molecular Weight A 1% aqueous solution of chondroitin sulfate C (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used as a sample (pH 6.0 when dissolved in pure water). When investigating the influence of the hydrothermal treatment temperature, the treatment temperature was set to 120 ° C., 140 ° C., 160 ° C., and 180 ° C. and held at each temperature for 20 minutes. When investigating the influence of the hydrothermal treatment time, the treatment temperature was 140 ° C. and held for 5 minutes, 10 minutes, 20 minutes, 40 minutes, and 60 minutes. Pressure cooker VS-2416 (Kyoshin Engineering Co., Ltd.) was used as a hydrothermal device. The low molecular weight chondroitin sulfate C sample was analyzed by gel filtration column chromatography (GPC) using HPLC. The analysis conditions are as follows. Column: Shodex Asahipak GS520HQ + GS320HQ + GS220HQ, eluent: 0.1M NaNO 3 , flow rate: 0.5 ml / min, detection: RI, column temperature: 40 ° C., calibration curve standard: PULRAN P800, P400, P200, P100, P50, manufactured by SHODEX , P20, P10, P5.

結果を図1、図2、図3および表1に示す。水熱処理温度が高くなるにつれ、コンドロイチン硫酸Cの分子量が低下し、処理温度と分子量の関係はなめらかであった(図1)。本発明の方法によれば処理温度を変化させることによって所望の分子量のコンドロイチン硫酸Cが容易に得られることがわかった。また、いずれの反応系においてもGPCチャートのベースラインが低く平坦であり、個々のピークの形が左右対称に近く、クロマトグラフィー装置等を用いて所望の分子量のコンドロイチン硫酸Cを分取できることもわかった。また、水熱処理時間が長くなるにつれ、コンドロイチン硫酸Cの分子量が低下することが確認された(図2)。140℃に5分間〜40分間保持した試料について調べたが、いずれの反応時間においてもメインピークは1個で、ほぼ左右対称であった。   The results are shown in FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3 and Table 1. As the hydrothermal treatment temperature increased, the molecular weight of chondroitin sulfate C decreased, and the relationship between the treatment temperature and the molecular weight was smooth (FIG. 1). According to the method of the present invention, it was found that chondroitin sulfate C having a desired molecular weight can be easily obtained by changing the treatment temperature. It is also found that in any reaction system, the baseline of the GPC chart is low and flat, the shape of each peak is nearly symmetrical, and chondroitin sulfate C having a desired molecular weight can be fractionated using a chromatography apparatus or the like. It was. It was also confirmed that the molecular weight of chondroitin sulfate C decreased as the hydrothermal treatment time increased (FIG. 2). The sample kept at 140 ° C. for 5 minutes to 40 minutes was examined, and at any reaction time, there was one main peak, which was almost symmetrical.

各反応温度(反応時間は20分)および反応時間(反応温度は140℃)における低分子化コンドロイチン硫酸C試料のIRスペクトルも調べた(図3左パネル:反応温度依存性;図3右パネル:反応時間依存性)。160℃、20分の水熱反応で、IRスペクトルのパターンにわずかな変化が確認され、180℃、20分の水熱反応では、IRスペクトルのパターンが大きく変化していた(図3左パネル)。また、140℃、60分の水熱反応で、IRスペクトルにわずかな変化が認められた(図3右パネル)。このIRスペクトル変化はピラノース環に関連したものであり、骨格構造の変化が示唆された。   The IR spectrum of the low molecular weight chondroitin sulfate C sample at each reaction temperature (reaction time is 20 minutes) and reaction time (reaction temperature is 140 ° C.) was also examined (FIG. 3 left panel: reaction temperature dependence; FIG. 3 right panel: Reaction time dependence). In the hydrothermal reaction at 160 ° C. for 20 minutes, a slight change was confirmed in the IR spectrum pattern, and in the hydrothermal reaction at 180 ° C. for 20 minutes, the IR spectrum pattern changed significantly (left panel in FIG. 3). . A slight change was observed in the IR spectrum after a hydrothermal reaction at 140 ° C. for 60 minutes (the right panel in FIG. 3). This IR spectrum change was related to the pyranose ring, suggesting a change in the skeletal structure.

以上の結果を表1にまとめた。表1の最上段のデータは無処理のコンドロイチン硫酸Cのデータである。水熱反応温度が高いほど(反応時間は20分)、重畳平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)が低下し、低分子化が進むことが確認された。120℃および140℃においては、Mw/Mnおよび硫酸基の置換度(DS)はほぼ一定で、IRスペクトル変化もなかった。160℃においてはIRスペクトルのわずかな変化(△)とともに、DSの低下が認められた。180℃では、20分の反応でDSの値の大幅な変化と、IRスペクトルの明らかな変化(×)(特に、1200cm−1付近および1500cm−1付近)が確認された。また、反応時間が長いほど(反応温度は140℃)、重畳平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)が低下し、低分子化が進むことが確認された。反応時間40分までは、Mw/Mnおよび硫酸基の置換度(DS)はほぼ一定で、IRスペクトルの変化もなかった。60分反応では、Mw/Mnが大きくなり、IRスペクトルにもわずかな変化(△)(1100cm−1付近)が認められた。 The above results are summarized in Table 1. The uppermost data in Table 1 is data of untreated chondroitin sulfate C. It was confirmed that the higher the hydrothermal reaction temperature (reaction time is 20 minutes), the lower the superimposed average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn), and the lower the molecular weight. At 120 ° C. and 140 ° C., the substitution degree (DS) of Mw / Mn and sulfate groups was almost constant, and there was no IR spectrum change. At 160 ° C., a decrease in DS was observed with a slight change (Δ) in the IR spectrum. At 180 ° C., and a significant change in the value of DS in the 20 min reaction, a clear change in the IR spectrum (×) (in particular, 1200 cm -1 and around 1500cm around -1) was confirmed. In addition, it was confirmed that the longer the reaction time (reaction temperature is 140 ° C.), the lower the superimposed average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn), and the lower the molecular weight. Until the reaction time was 40 minutes, the substitution degree (DS) of Mw / Mn and sulfate groups was almost constant, and there was no change in the IR spectrum. In the reaction for 60 minutes, Mw / Mn was increased, and a slight change (Δ) (near 1100 cm −1 ) was also observed in the IR spectrum.

上記結果から判断すると、IR吸収スペクトルのパターンおよびDSの値にて確認される、糖残基の分解および硫酸基の脱離が起こらない水熱処理条件としては、100℃ないし約160℃未満で約5分ないし約20分未満保持する条件が挙げられる。さらに、IR吸収スペクトルのパターンおよびDSの値にて確認される硫酸基の脱離を含む構造変化がないかほとんどない、もう1つの水熱処理条件としては、100℃ないし約140℃未満で約5分ないし約60分未満保持する条件が挙げられる。IR吸収スペクトルのパターンおよびDSの値にて確認される、糖残基の分解および硫酸基の脱離が起こらない好ましい水熱条件としては、100℃ないし約140℃で約5分ないし約40分保持する条件が挙げられる。

Figure 0005435538
Judging from the above results, hydrothermal treatment conditions in which decomposition of sugar residues and elimination of sulfate groups do not occur, as confirmed by the IR absorption spectrum pattern and DS value, are about 100 ° C. to less than about 160 ° C. Examples include conditions for holding from 5 minutes to less than about 20 minutes. Further, another hydrothermal treatment condition with little or no structural change including elimination of sulfate groups confirmed by IR absorption spectrum pattern and DS value is about 5 ° C. at about 100 ° C. to less than about 140 ° C. Examples include a condition of holding for a minute to less than about 60 minutes. As preferable hydrothermal conditions which are confirmed by the pattern of the IR absorption spectrum and the value of DS and in which decomposition of sugar residues and elimination of sulfate groups do not occur, about 100 to about 140 ° C. for about 5 to about 40 minutes The condition to hold | maintain is mentioned.
Figure 0005435538

実施例2 分子量に及ぼす水熱処理のpHの影響
コンドロイチン硫酸C(和光純薬製)1%水溶液を試料とした。酢酸水溶液または水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを調節した。pHを2.5、3.4、4.0、6.0、7.0、10.0、11.0、12.0に調節し、140℃、20分水熱反応を行った。水熱装置としてプレッシャークッカーVS−2416((株)協真エンジニアリング)を用いた。低分子化したコンドロイチン硫酸C試料をHPLCによるゲルろ過カラムクロマトグラフィー(GPC)にて分析した。分析条件は以下のとおり。カラム:Shodex Asahipak GS520HQ+GS320HQ+GS220HQ、溶出液:0.1M NaNO、流速:0.5ml/分、検出:RI、カラム温度:40℃、検量線標品:SHODEX製 Pulluran P800、P400、P200、P100、P50、P20、P10、P5。
Example 2 Effect of pH of hydrothermal treatment on molecular weight Chondroitin sulfate C (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) 1% aqueous solution was used as a sample. The pH was adjusted with aqueous acetic acid or aqueous sodium hydroxide. The pH was adjusted to 2.5, 3.4, 4.0, 6.0, 7.0, 10.0, 11.0, 12.0, and a hydrothermal reaction was performed at 140 ° C. for 20 minutes. Pressure cooker VS-2416 (Kyoshin Engineering Co., Ltd.) was used as a hydrothermal device. The low molecular weight chondroitin sulfate C sample was analyzed by gel filtration column chromatography (GPC) using HPLC. The analysis conditions are as follows. Column: Shodex Asahipak GS520HQ + GS320HQ + GS220HQ, eluent: 0.1M NaNO 3 , flow rate: 0.5 ml / min, detection: RI, column temperature: 40 ° C., calibration curve standard: PULRAN P800, P400, P200, P100, P50, manufactured by SHODEX , P20, P10, P5.

結果を図4および表2に示す。なお、表2のDSの空欄は測定しなかったことを示す。pH6.0よりも低いpHにおいては、pHが低いほど、重畳平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)が低下し、低分子化が促進されることがわかった(表2)。pH7.0〜10.0においては、pH6.0の場合と比較して、低分子化がやや促進される傾向があったが、有意な差ではなかった。pH11.0〜12.0においては、重畳平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)の低下が鈍り、低分子化が抑制されることが確認された。試験したすべてのpHにおいて、Mw/Mnの値およびDSの値はほぼ同じであった。pH2.5ではIRスペクトルの若干の変化(1100cm−1付近)が認められた(表2の△および図4)。pH2.5以下のpHではコンドロイチン硫酸Cの構造に何らかの変化が生じると考えられた。したがって、コンドロイチン硫酸Cの糖残基の分解および硫酸基の脱離が起こらないpHの範囲は約2.5よりも高い値〜約12.0であることがわかった。なお、表2のDSの空欄は測定しなかったことを示す。 The results are shown in FIG. The blank in DS in Table 2 indicates that no measurement was performed. It was found that at a pH lower than 6.0, the lower the pH, the lower the superimposed average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn), and the lower the molecular weight (Table 2). In pH 7.0-10.0, compared with the case of pH 6.0, although there existed a tendency for low molecular weight reduction to some extent, it was not a significant difference. In pH 11.0-12.0, the fall of superposition | polymerization average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) blunted, and it was confirmed that low molecular weight is suppressed. At all pH tested, the Mw / Mn and DS values were approximately the same. At pH 2.5, a slight change in the IR spectrum (near 1100 cm −1 ) was observed (Δ in Table 2 and FIG. 4). It was considered that some change occurred in the structure of chondroitin sulfate C at pH 2.5 or lower. Therefore, it was found that the pH range in which the decomposition of the sugar residue of chondroitin sulfate C and the elimination of the sulfate group does not occur is higher than about 2.5 to about 12.0. The blank in DS in Table 2 indicates that no measurement was performed.

以上の結果から、コンドロイチン硫酸Cの水溶液のpHを酸性側に調節してから水熱処理に付す場合において、pH約2.5よりも高いpH値に調節してから水熱処理に付すことが好ましいといえる。コンドロイチン硫酸Cの水溶液のpHを酸性側に調節してから水熱処理に付す場合の好ましいpH範囲は約2.5よりも高い値〜約6.0未満であり、さらに好ましいpH範囲は約3.4〜約4.0である。上記の好ましい酸性側のpH範囲に調節してから水熱処理を140℃、20分行ってもIRスペクトルの変化は見られず、Mw/Mnの値、DSの値も、未処理コンドロイチン硫酸Cとほぼ同じであった。このようにコンドロイチン硫酸Cの水溶液のpHを酸性側に調節してから水熱処理に付すことによって、比較的低分子のコンドロイチン硫酸Cを迅速に得ることができる。   From the above results, in the case where the pH of the aqueous solution of chondroitin sulfate C is adjusted to the acidic side and then subjected to hydrothermal treatment, it is preferable to adjust the pH to a pH value higher than about 2.5 and then subject to hydrothermal treatment. I can say that. When the pH of the aqueous solution of chondroitin sulfate C is adjusted to the acidic side and then subjected to hydrothermal treatment, a preferable pH range is from a value higher than about 2.5 to less than about 6.0, and a more preferable pH range is about 3. 4 to about 4.0. Even if hydrothermal treatment is carried out at 140 ° C. for 20 minutes after adjusting to the above preferred acidic pH range, no change in IR spectrum is observed, and the values of Mw / Mn and DS are also untreated with chondroitin sulfate C. It was almost the same. Thus, by adjusting the pH of the aqueous solution of chondroitin sulfate C to the acidic side and then subjecting it to hydrothermal treatment, relatively low molecular chondroitin sulfate C can be rapidly obtained.

さらに、以上の結果から、水熱処理前にコンドロイチン硫酸Cの水溶液のpHをアルカリ性側に調節してから水熱処理に付す場合において、好ましいpH範囲は約11.0〜約12.0であるといえる。この場合、140℃、20分の水熱反応を行ってもIRスペクトルの変化は見られず、Mw/Mnの値、DSの値も、未処理コンドロイチン硫酸Cとほぼ同じであった。このようにコンドロイチン硫酸Cの水溶液のpHをアルカリ性側に調節してから水熱処理に付すことによって、適度に低分子化が抑制されるので比較的高分子のものを得やすくなり、分子量制御をより精密に行うことも可能となる。

Figure 0005435538
Furthermore, from the above results, when the aqueous solution of chondroitin sulfate C is adjusted to the alkaline side before hydrothermal treatment and then subjected to hydrothermal treatment, the preferred pH range is about 11.0 to about 12.0. . In this case, even if hydrothermal reaction was performed at 140 ° C. for 20 minutes, no change in IR spectrum was observed, and the values of Mw / Mn and DS were almost the same as those of untreated chondroitin sulfate C. In this way, by adjusting the pH of the aqueous solution of chondroitin sulfate C to the alkaline side and then subjecting it to hydrothermal treatment, it is possible to obtain a relatively high molecular weight because moderately low molecular weight is suppressed, and the molecular weight control is further improved. It is also possible to perform precisely.
Figure 0005435538

実施例3 コンドロイチン硫酸AおよびCの水熱反応による低分子化
コンドロイチン硫酸Aについても水熱反応による低分子化を行った。コンドロイチン硫酸A(CALBIOCHEM製)およびコンドロイチン硫酸C(和光純薬製)のそれぞれを1%水溶液(pH6.0)として、140℃、60分の水熱処理を行った。反応は各系2回ずつ行った。コンドロイチン硫酸Aは、コンドロイチン硫酸Cと同様に低分子化されることがわかった。コンドロイチン硫酸A、コンドロイチン硫酸Cとも、2回の実験でMw/Mnの値には若干のばらつきが見られたが、DSの値にはばらつきがなかった。コンドロイチン硫酸A、コンドロイチン硫酸Cとも、水熱反応によってMw/Mnの値が増加したが、DSの値には変化が見られなかった。

Figure 0005435538
Example 3 Reduction of molecular weight by hydrothermal reaction of chondroitin sulfate A and C Chondroitin sulfate A was also reduced in molecular weight by hydrothermal reaction. Each of chondroitin sulfate A (CALBIOCHEM) and chondroitin sulfate C (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) was made into a 1% aqueous solution (pH 6.0) and hydrothermally treated at 140 ° C. for 60 minutes. The reaction was performed twice for each system. It was found that chondroitin sulfate A is reduced in molecular weight as chondroitin sulfate C is. For both chondroitin sulfate A and chondroitin sulfate C, the Mw / Mn value slightly varied in two experiments, but the DS value did not vary. In both chondroitin sulfate A and chondroitin sulfate C, the value of Mw / Mn increased by the hydrothermal reaction, but no change was observed in the DS value.
Figure 0005435538

本発明は、安価かつ短時間の処理で済み、しかも分子量制御が容易で、硫酸基の脱離を伴わない低分子化コンドロイチン硫酸の製造方法を提供する。したがって、本発明の方法ならびにそれにより得られる低分子化コンドロイチン硫酸は、健康食品、機能性食品、サプリメント、化粧品および医薬品などの分野において利用可能である。   The present invention provides a method for producing a low molecular weight chondroitin sulfate that is inexpensive and can be processed in a short time, that is easy to control the molecular weight, and that is not accompanied by elimination of sulfate groups. Therefore, the method of the present invention and the low molecular weight chondroitin sulfate obtained thereby can be used in fields such as health foods, functional foods, supplements, cosmetics, and pharmaceuticals.

図1は、水熱処理温度と得られる低分子化フコイダンの分子量の関係を示すHPLCのチャートである。原料(control)は水熱処理していないコンドロイチン硫酸である。水熱反応は、それぞれ120℃、140℃、160℃、180℃にて20分間行った。retention time (min)はHPLCの保持時間(分)である。FIG. 1 is a HPLC chart showing the relationship between the hydrothermal treatment temperature and the molecular weight of the resulting low molecular weight fucoidan. The raw material (control) is chondroitin sulfate that has not been hydrothermally treated. The hydrothermal reaction was performed at 120 ° C, 140 ° C, 160 ° C, and 180 ° C for 20 minutes, respectively. retention time (min) is HPLC retention time (minutes). 図2は、水熱処理時間と得られる低分子化フコイダンの分子量の関係を示すHPLCのチャートである。原料(control)は水熱処理していないコンドロイチン硫酸である。水熱反応は、140℃にて、それぞれ5分、10分、20分、40分間行った。retention time (min)はHPLCの保持時間(分)である。FIG. 2 is a HPLC chart showing the relationship between the hydrothermal treatment time and the molecular weight of the resulting low molecular weight fucoidan. The raw material (control) is chondroitin sulfate that has not been hydrothermally treated. Hydrothermal reaction was performed at 140 ° C. for 5 minutes, 10 minutes, 20 minutes and 40 minutes, respectively. retention time (min) is HPLC retention time (minutes). 図3左パネルは、水熱処理温度による低分子化フコイダンのIRスペクトルの変化を示す。水熱反応は、それぞれ120℃、140℃、160℃、180℃にて20分間行った。図3右パネルは、水熱処理時間による低分子化フコイダンのIRスペクトルの変化を示す。水熱反応は、140℃にて、それぞれ5分、10分、20分、40分、60分間行った。それぞれのパネルのいちばん上のチャートは水熱処理していないコンドロイチン硫酸のものである。破線の丸印はIRスペクトルのわずかな変化を示し、実線の丸印はIRスペクトルの明らかな変化を示す。The left panel in FIG. 3 shows changes in the IR spectrum of the low molecular weight fucoidan depending on the hydrothermal treatment temperature. The hydrothermal reaction was performed at 120 ° C, 140 ° C, 160 ° C, and 180 ° C for 20 minutes, respectively. The right panel of FIG. 3 shows the change in IR spectrum of the low molecular weight fucoidan with hydrothermal treatment time. The hydrothermal reaction was carried out at 140 ° C. for 5 minutes, 10 minutes, 20 minutes, 40 minutes and 60 minutes, respectively. The top chart of each panel is for chondroitin sulfate that has not been hydrothermally treated. Dashed circles indicate slight changes in the IR spectrum and solid circles indicate obvious changes in the IR spectrum. 図4は、水熱処理前のpHによる低分子化フコイダンのIRスペクトルの変化を示す。水熱反応は120℃で20分間行った。破線の丸印はIRスペクトルに若干の変化があったことを示す。FIG. 4 shows the change of IR spectrum of low molecular weight fucoidan by pH before hydrothermal treatment. The hydrothermal reaction was performed at 120 ° C. for 20 minutes. The dotted circle indicates that there was a slight change in the IR spectrum.

Claims (8)

糖残基の分解および硫酸基の脱離を伴わない低分子化コンドロイチン硫酸の製造方法であって、pH無調節またはpHを2.5よりも高い値〜12.0に調節したコンドロイチン硫酸の水溶液を100℃ないし160℃未満の水熱条件下に5分ないし20分未満保つことを特徴とする方法。 A method for producing low molecular weight chondroitin sulfate without decomposition of sugar residues and elimination of sulfate groups, wherein the pH is not adjusted or the aqueous solution of chondroitin sulfate is adjusted to a value higher than 2.5 to 12.0 Is maintained under hydrothermal conditions of 100 ° C. to less than 160 ° C. for 5 minutes to less than 20 minutes . 糖残基の分解および硫酸基の脱離を伴わない低分子化コンドロイチン硫酸の製造方法であって、pH無調節またはpHを2.5よりも高い値〜12.0に調節したコンドロイチン硫酸の水溶液を100℃ないし140℃未満の水熱条件下に5分ないし60分未満保つことを特徴とする方法。 A method for producing low molecular weight chondroitin sulfate without decomposition of sugar residues and elimination of sulfate groups, wherein the pH is not adjusted or the aqueous solution of chondroitin sulfate is adjusted to a value higher than 2.5 to 12.0 5 minutes to the hydrothermal conditions of less than 140 ° C. to not 100 ° C. the to how you characterized by keeping less than 60 minutes. 糖残基の分解および硫酸基の脱離を伴わない低分子化コンドロイチン硫酸の製造方法であって、pH無調節またはpHを2.5よりも高い値〜12.0に調節したコンドロイチン硫酸の水溶液を100℃ないし140℃の水熱条件下に5分ないし40分保つことを特徴とする方法。 A method for producing low molecular weight chondroitin sulfate without decomposition of sugar residues and elimination of sulfate groups, wherein the pH is not adjusted or the aqueous solution of chondroitin sulfate is adjusted to a value higher than 2.5 to 12.0 free 100 ° C. to how you characterized by keeping 5 minutes to 40 minutes to hydrothermal conditions of 140 ° C.. 水熱処理前にコンドロイチン硫酸の水溶液のpHを2.5よりも高い値〜6.0未満に調節し、コンドロイチン硫酸の低分子化を促進しつつ水熱反応を行うことを特徴とする、請求項のいずれか1項記載の方法。 Before the hydrothermal treatment, the pH of the aqueous solution of chondroitin sulfate is adjusted to a value higher than 2.5 to less than 6.0, and a hydrothermal reaction is performed while promoting low molecular weight of chondroitin sulfate. The method according to any one of 1 to 3 . 水熱処理前にコンドロイチン硫酸の水溶液のpHを3.4〜4.0に調節し、コンドロイチン硫酸の低分子化を促進しつつ水熱反応を行うことを特徴とする、請求項のいずれか1項記載の方法。 Before the hydrothermal treatment to adjust the pH of the aqueous solution of chondroitin sulfate to 3.4 to 4.0, and carrying out hydrothermal reaction while facilitating the smaller molecules of chondroitin sulfate, any of claims 1 to 3, The method according to claim 1. 水熱処理前にコンドロイチン硫酸の水溶液のpHを11.0〜12.0に調節し、コンドロイチン硫酸の低分子化を抑制しつつ水熱反応を行うことを特徴とする、請求項のいずれか1項記載の方法。 Before the hydrothermal treatment to adjust the pH of the aqueous solution of chondroitin sulfate in 11.0 to 12.0, and performing hydrothermal reaction while suppressing the lowering the molecular weight of chondroitin sulfate, any of claims 1 to 3, The method according to claim 1. コンドロイチン硫酸がコンドロイチン硫酸Cである、請求項1〜のいずれか1項記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 6 , wherein the chondroitin sulfate is chondroitin sulfate C. コンドロイチン硫酸がコンドロイチン硫酸Aである、請求項1〜のいずれか1項記載の方法。 Chondroitin sulfate is chondroitin sulfate A, any one method according to claim 1-6.
JP2008246388A 2008-09-25 2008-09-25 Method for producing low molecular weight product of chondroitin sulfate Expired - Fee Related JP5435538B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008246388A JP5435538B2 (en) 2008-09-25 2008-09-25 Method for producing low molecular weight product of chondroitin sulfate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008246388A JP5435538B2 (en) 2008-09-25 2008-09-25 Method for producing low molecular weight product of chondroitin sulfate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010077256A JP2010077256A (en) 2010-04-08
JP5435538B2 true JP5435538B2 (en) 2014-03-05

Family

ID=42208066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008246388A Expired - Fee Related JP5435538B2 (en) 2008-09-25 2008-09-25 Method for producing low molecular weight product of chondroitin sulfate

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5435538B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX351660B (en) * 2011-05-12 2017-10-23 Gnosis Spa "biotechnological sulphated chondroitin sulphate at position 4 or 6 on the same polysaccharide chain, and process for the preparation thereof".
JP6510370B2 (en) * 2015-09-01 2019-05-08 イビデン株式会社 Powder of hyaluronic acid and / or its salt

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2825100B2 (en) * 1990-02-23 1998-11-18 科学技術振興事業団 Method for producing low molecular weight chondroitin sulfate
EP1616955A4 (en) * 2003-03-31 2006-08-30 Seikagaku Kogyo Co Ltd CATALYST FOR CLEAVING A SUGAR CHAIN
EP1676923A4 (en) * 2003-08-26 2007-02-28 Seikagaku Kogyo Co Ltd Sugar chain-cutting agent
JP2006327955A (en) * 2005-05-24 2006-12-07 Taisho Pharmaceut Co Ltd Medicine containing low molecular weight chondroitin sulfate
JP5354578B2 (en) * 2006-11-16 2013-11-27 国立大学法人 千葉大学 Method for reducing the molecular weight of polysaccharides

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010077256A (en) 2010-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5311327B2 (en) Low molecular weight product of sulfated polysaccharide with suppressed elimination of sulfate group and method for producing the same
EP2452673B1 (en) Chitosan gel for dermatological use, production method therefor and use of same
US10117910B2 (en) Composition of natural vitamin C and fish scale collagen peptide and preparation method thereof
Alvarez-Vinas et al. Influence of molecular weight on the properties of Sargassum muticum fucoidan
WO2015141787A1 (en) Method for manufacturing aloe extract, and aloe extract
JP6555431B2 (en) Moisturizing topical agent
Yang et al. Physicochemical, structural characterization, and antioxidant activities of chondroitin sulfate from Oreochromis niloticus bones
EP3590971B1 (en) Pentosan polysulfate, pharmaceutical composition and anticoagulant
CN107920981B (en) Skin topical agent for dullness reduction
JP2016098206A (en) Hydrolyzed eggshell membrane powder and method for producing the same
Muramatsu et al. In vitro degradation behavior of freeze-dried carboxymethyl-chitin sponges processed by vacuum-heating and gamma irradiation
JP5435538B2 (en) Method for producing low molecular weight product of chondroitin sulfate
RU2019102251A (en) METHODS OF TREATMENT USING PURIFIED (DISCOLORED) DRY JUICE OF ALOE VERA LEAF
Danarto et al. Optimizing deacetylation process for chitosan production from green mussel (Perna viridis) shell
JPWO2006093175A1 (en) Fucoidan production method, fucoidan and fucoidan-containing composition
JP2004229615A (en) Quercetin composition, food preservative, and method for producing the same
CN111743817A (en) Children washing and protecting composition containing algal polysaccharide
EP3683242B1 (en) Pentosan polysulfate and method for producing pentosan polysulfate
Guo et al. Developing precipitation modes for preventing the calcium-oxalate contamination of sugar beet pectins
JP5263870B2 (en) Method for producing collagen peptide
CN111939099A (en) Acne-removing moisturizing mask and preparation method thereof
CN110693772A (en) Preparation method of seaweed anti-inflammatory extract applied to cosmetics
Sun et al. Sulfated polysaccharide heparin used as carrier to load hydrophobic lappaconitine
WO2005046624A1 (en) Cosmetic composition
KR102953408B1 (en) Method for improving the purity of alginic acid through separation and purification of impurities

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110922

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20120309

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130618

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130816

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131105

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131204

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees