水不溶性高分子化合物的分解物的连续制造方法技术

本发明专利技术的课题在于，通过容易的操作且高效地使水不溶性蛋白质、水不溶性多糖类等水不溶性高分子化合物进行可溶化和低分子化，从而制造新型的功能性材料。根据本发明专利技术来提供水不溶性高分子化合物的分解物的制造方法，其包括如下的各工序：使固体酸催化剂接触水不溶性高分子化合物并进行加热处理后，回收上清液的工序；向回收上清液后的固体酸催化剂中添加水性介质并搅拌，进行加热处理后，进一步回收上清液的工序；用水性介质清洗该固体酸催化剂，回收清洗液的工序；将回收的上清液与清洗液合并，得到非吸附于固体酸催化剂的级分的工序；以及，使吸附的成分从该固体酸催化剂中溶出，回收溶出液，得到吸附于固体酸催化剂的级分的工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对水不溶性高分子化合物（蛋白质或多糖类）进行可溶化和低分子化，从而连续地制造水不溶性高分子化合物（蛋白质或多糖类）的分解物的方法。
技术介绍
近年来，作为药品、饮料食品、化妆品的材料而着眼于功能性蛋白质、功能性肽。其中，作为其代表例，可列举出具备与骨·关节疾病相伴的症状的缓和作用、美肤作用、骨形成作用等的胶原及其分解物、即胶原肽。胶原或胶原肽的原料主要是鱼、牛、猪、鸡皮、骨、腱等，水母类也被用作原料之一，提出了经由对水母类进行冻结·解冻·低温贮藏·搅拌等处理工序而从水母类中有效回收未改性胶原的方法（专利文献1、2等）。近年来，在日本沿岸各地大量出现水母类成为严重的社会问题，其对渔业造成重大的损害，并且，水母类会聚集在工厂、发电厂等的取水口，为了将其去除、对其进行废弃处理会耗费成本，因此，如上所述，作为胶原的原料期望实现水母的有效利用。截止至今的现状是：被用作胶原原料的水母类主要是小型且容易液化的海月水母，可食用水母（esculent jellyfish）等大型且水不溶性蛋白质多的水母类尚未有效利用。一般来说，水不溶性蛋白质的可溶化和低分子化通过加热处理、酸或碱处理、蛋白分解酶（蛋白酶）处理等来进行。然而，加热处理存在因蛋白质种类的不同而发生热改性的问题。酸或碱处理中有可能破坏氨基酸，处理后的废液处理耗时耗力。另外，蛋白分解酶处理中，为了配合所用酶的最佳条件，需要设定·控制温度、pH，处理物中残留有酶时，还需要失活、去除酶的操作。另外，使用固体酸催化剂使蛋白质水解的方法（专利文献3）是已知的，其还用于制造水母胶原肽（专利文献4）。然而，这些例子均以可溶性蛋白质作为对象，未进行水不溶性蛋白质的可溶化和低分子化。另一方面，作为木质系生物质资源的有效活用，研究了由纤维素、半纤维素、木素构成的木质纤维素的分解技术，但其与上述水不溶性蛋白质存在相同的问题。例如，作为木质纤维素的分解技术，有酸糖化法、酶糖化法，使用了硫酸的酸糖化法虽然存在快速反应的优点，但存在产物（单糖）过度分解的问题，酸的废液处理存在污染环境的问题。另外，使用了纤维素酶的酶糖化法存在环境污染小的优点，但是，纤维素具有β-葡萄糖分子介由1,4糖苷键聚合而成的高分子彼此进行氢键合、不溶于水的稳固的晶体结构，因此，存在与纤维素酶接触的面积少、反应慢的问题。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-051191号专利文献2：日本特开2008-031106号专利文献3：日本特开2009-120511号专利文献4：日本特开2013-95708号。
技术实现思路
专利技术要解决的问题因此，本专利技术的课题在于，通过容易的操作且高效地使水不溶性蛋白质、水不溶性多糖类等水不溶性高分子化合物进行可溶化和低分子化，从而制造新型的功能性材料。用于解决问题的手段本专利技术人等为了解决上述课题而重复进行了深入研究，结果发现：利用固体酸催化剂对水不溶性蛋白质进行处理时，水不溶性蛋白质分解物令人惊讶地主要得到非吸附于固体酸催化剂的级分。并且，通过在重复进行非吸附级分的回收操作后，进一步合并从固体酸催化剂中溶出的吸附级分，从而成功地以高收率连续地制造水不溶性蛋白质分解物，由此完成了本专利技术。即，本专利技术包括以下的专利技术。（1）水不溶性高分子化合物的分解物的制造方法，其包括以下的工序：(A)使固体酸催化剂接触水不溶性高分子化合物后，进行加热处理，并回收上清液的工序；(B)在工序（A）之后，向该固体酸催化剂中添加水性介质并搅拌，进行加热处理后，回收上清液的工序；(C)在工序（B）之后，用水性介质清洗该固体酸催化剂，并回收清洗液的工序；(D)将工序（A）中回收的上清液、工序（B）中回收的上清液和工序（C）的清洗液合并，得到非吸附于固体酸催化剂的级分的工序；(E)在工序（D）之后，使吸附的成分从该固体酸催化剂中溶出，回收溶出液，得到吸附于固体酸催化剂的级分的工序。（2）根据（1）所述的方法，其中，水不溶性高分子化合物为水不溶性蛋白质或水不溶性多糖类。（3）根据（1）或（2）所述的方法，其还包括在使水不溶性高分子化合物接触固体酸催化剂之前浸润至水性介质的工序。（4）根据（1）~（3）中任一项所述的方法，其中，水不溶性高分子化合物的量相对于固体酸催化剂以质量比计为0.01~0.5倍。（5）根据（1）~（4）中任一项所述的方法，其中，在前述工序（A）中，调整水不溶性高分子化合物与固体酸催化剂接触时的水性介质的量，以使其相对于固体酸催化剂以质量比计达到1~50倍。（6）根据（1）~（5）中任一项所述的方法，其中，前述工序（A）和（B）的加热处理在40~160℃下进行0.1~168小时。（7）根据（1）~（6）中任一项所述的方法，其中，分别重复多次前述工序（A）和（B）的操作，直至非吸附级分中的水不溶性高分子化合物的分解物的收率达到50%以上为止。（8）根据（1）~（7）中任一项所述的方法，其中，固体酸催化剂为选自阳离子交换体、沸石和硅藻土中的至少1种。专利技术的效果根据本专利技术，可提供水不溶性高分子化合物的分解物的制造方法。通过使用本专利技术的方法，能够高效且低成本地由截止至今未被有效利用的材料连续地制造水不溶性高分子化合物的分解物。另外，本专利技术的方法与以往的加热处理、酸或碱处理、蛋白分解或糖分解酶处理不同，不存在高分子化合物的无用的改性，可进行确实的水解处理，在制造工序中不需要复杂的操作、特殊的控制。本申请基于2013年12月25日申请的日本专利申请2013-267662号而要求优先权，包括该专利申请的说明书中记载的内容。附图说明图1示出作为本专利技术的一个实施方式的水不溶性蛋白质分解物的连续制造方法的工序图。图2示出作为本专利技术的一个实施方式的水不溶性蛋白质分解物的连续制造方法中的非吸附于固体酸催化剂的级分（上清液）的回收方法的一个实施方式。图3示出非吸附于固体酸催化剂的级分中的水不溶性蛋白质分解物（可食用水母伞部的胶原肽）的回收量变迁(图3a：反应时间24小时、图3b：反应时间48小时）以及基于反应时间的吸附量对比（图3c）。图4中，图4a示出非吸附于固体酸催化剂的级分中的水不溶性蛋白质分解物（可食用水母伞部的胶原肽）的分子量分布（反应时间24小时、上图：回收液第1~6次、下图：回收液第7~12次、支链淀粉标准品分子量M1：112kDa、 M2：47.3kDa、 M3：22.8kDa、 M4：11.8kDa、 M5：5.9kDa)。图4b示出非吸附于固体酸催化剂的级分中的水不溶性蛋白质分解物（可食用水母伞部的胶原肽）的分子量分布（反应时间48小时、支链淀粉标准品分子量M1：112kDa、 M2：47.3kDa、 M3：22.8kDa、 M4：11.8kDa、 M5：5.9kDa)。图5示出吸附于固体酸催化剂的级分中的水不溶性蛋白质分解物（可食用水母伞部的胶原肽）的分子量分布（上图：反应时间24小时、下图：反应时间48小时、支链淀粉标准品分子量M1：112kDa、M2：47.3kDa、M3：22.8kDa、M4：11.8kDa、M5：5.9kDa)。图6示出非吸附于固体酸催化剂的级分中的水不溶性蛋白质分解物（丝胶肽）的回收量的变迁。图7示出非吸附于固体酸催化剂的级分中的水不溶性蛋白质分解物（丝胶本文档来自技高网...

【技术保护点】
水不溶性高分子化合物的分解物的制造方法，其包括以下的工序：(A)使固体酸催化剂接触水不溶性高分子化合物后，进行加热处理，并回收上清液的工序；(B)在工序（A）之后，向该固体酸催化剂中添加水性介质并搅拌，进行加热处理后，回收上清液的工序；(C)在工序（B）之后，用水性介质清洗该固体酸催化剂，并回收清洗液的工序；(D)将工序（A）中回收的上清液、工序（B）中回收的上清液和工序（C）的清洗液合并，得到非吸附于固体酸催化剂的级分的工序；(E)在工序（D）之后，使吸附的成分从该固体酸催化剂中溶出，回收溶出液，得到吸附于固体酸催化剂的级分的工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.25 JP 2013-2676621.水不溶性高分子化合物的分解物的制造方法，其包括以下的工序：(A)使固体酸催化剂接触水不溶性高分子化合物后，进行加热处理，并回收上清液的工序；(B)在工序（A）之后，向该固体酸催化剂中添加水性介质并搅拌，进行加热处理后，回收上清液的工序；(C)在工序（B）之后，用水性介质清洗该固体酸催化剂，并回收清洗液的工序；(D)将工序（A）中回收的上清液、工序（B）中回收的上清液和工序（C）的清洗液合并，得到非吸附于固体酸催化剂的级分的工序；(E)在工序（D）之后，使吸附的成分从该固体酸催化剂中溶出，回收溶出液，得到吸附于固体酸催化剂的级分的工序。2.根据权利要求1所述的方法，其中，水不溶性高分子化合物为水不溶性蛋白质或水不溶性多糖类。3.根据权利要求1或2所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：筱原聪，马场崇行，木平孝治，
申请(专利权)人：株式会社海月研究所，丸和油脂株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP