JP2870871B2 - 酵素を用いる甲殼類の甲殼の処理方法 - Google Patents
酵素を用いる甲殼類の甲殼の処理方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は酵素を用いる甲殻類の甲殻（クチクラ）の処
理方法に関するもので、特にエビ、カニ等の甲殻類のク
チクラ（甲殻外骨格）に放線菌由来のプロテアーゼであ
るアクチナーゼを作用させることによって蛋白質及び炭
酸カルシウムを分離したものを、さらに酸処理してキチ
ンを単離精製し、甲殻の他の主構成成分たる蛋白質をア
ミノ酸水溶液、炭酸カルシウムは天然のままの炭酸カル
シウムの沈殿として取得することでクチクラ中のすべて
の有効成分を利用するためのクチクラの処理方法に関す
るものである。
理方法に関するもので、特にエビ、カニ等の甲殻類のク
チクラ（甲殻外骨格）に放線菌由来のプロテアーゼであ
るアクチナーゼを作用させることによって蛋白質及び炭
酸カルシウムを分離したものを、さらに酸処理してキチ
ンを単離精製し、甲殻の他の主構成成分たる蛋白質をア
ミノ酸水溶液、炭酸カルシウムは天然のままの炭酸カル
シウムの沈殿として取得することでクチクラ中のすべて
の有効成分を利用するためのクチクラの処理方法に関す
るものである。
従来の技術 地球上にあって最も豊富かつ利用されているバイオマ
ス資源であるセルロースの自然界における生産量は、年
間1000億トンともいわれるが、キチンの年間生産量もま
た100億、あるいはセルロースに匹敵する1000億トンと
もいわれている。キチンは今までのところ、その脱アセ
チル生成物であるキトサンに変換され凝集剤として水処
理に利用されているほか、近年になってキチン、キトサ
ンの持つ化学的あるいは生物学的な特性機能が解明さ
れ、それに基づき食品、化粧品、医薬、農薬等の分野に
おいて活発な利用研究が行われ、特徴ある新製品が生み
出されている。キチンはＮ−アセチル−Ｄ−グリコサミ
ン残基が多数β−（1,4）結合した多糖で、甲殻類並び
に昆虫類の外皮骨格組成、菌類の細胞壁の構成成分とし
てよく知られている。エビ、カニ等の甲殻類のクチクラ
は炭酸カルシウム、蛋白質、キチンを主成分として構成
され、一般にこの甲殻（クチクラ）の化学的処理により
キチンの工業的製造が行われており、また、実験的には
微生物、酵素を用いた生物化学的処理によるキチンの製
造も検討されている。
ス資源であるセルロースの自然界における生産量は、年
間1000億トンともいわれるが、キチンの年間生産量もま
た100億、あるいはセルロースに匹敵する1000億トンと
もいわれている。キチンは今までのところ、その脱アセ
チル生成物であるキトサンに変換され凝集剤として水処
理に利用されているほか、近年になってキチン、キトサ
ンの持つ化学的あるいは生物学的な特性機能が解明さ
れ、それに基づき食品、化粧品、医薬、農薬等の分野に
おいて活発な利用研究が行われ、特徴ある新製品が生み
出されている。キチンはＮ−アセチル−Ｄ−グリコサミ
ン残基が多数β−（1,4）結合した多糖で、甲殻類並び
に昆虫類の外皮骨格組成、菌類の細胞壁の構成成分とし
てよく知られている。エビ、カニ等の甲殻類のクチクラ
は炭酸カルシウム、蛋白質、キチンを主成分として構成
され、一般にこの甲殻（クチクラ）の化学的処理により
キチンの工業的製造が行われており、また、実験的には
微生物、酵素を用いた生物化学的処理によるキチンの製
造も検討されている。
キチンの製造工程自体はそう複雑なものではないが、
化学処理法は製造工程で、酸処理とアルカリ処理を必要
とするため、洗浄等に大量の水を必要とし廃水の処理に
多額の費用がかかるほか、また、酸処理工程の温度が分
子量に影響する等、アルカリや酸の濃度、反応時間、反
応温度等の反応条件の違いによって、得られる製品の純
度や品質が異なってくるばかりでなく、更に熱アルカリ
や酸によるグリコシド結合の加水分解による分子量低下
を避け得ない欠点がある。
化学処理法は製造工程で、酸処理とアルカリ処理を必要
とするため、洗浄等に大量の水を必要とし廃水の処理に
多額の費用がかかるほか、また、酸処理工程の温度が分
子量に影響する等、アルカリや酸の濃度、反応時間、反
応温度等の反応条件の違いによって、得られる製品の純
度や品質が異なってくるばかりでなく、更に熱アルカリ
や酸によるグリコシド結合の加水分解による分子量低下
を避け得ない欠点がある。
これらの化学処理法の欠点を解決すべく、微生物や酵
素を用いた生物化学的処理方法が研究されるようにな
り、キチン製造における除蛋白工程にプロテアーゼを用
いることが試みられ、プロナーゼ、パパイン、ペプシン
など種々のプロテアーゼを用いた実験が行われているほ
か、最近ではプロテアーゼ生産菌を用いることも試みら
れている。これら生物化学的処理方法は従来のアルカリ
処理法と比較して脱アセチル、解重合などの副反応を起
こさないため、変性の少ない比較的高分子量のキチンが
得られるほか、処理温度が低いなどの利点があるもの
の、一貫した生物化学処理による蛋白質の完全除去はい
まだ達成されてなく、あくまでも酸処理による除カルシ
ウム工程を前提にしたものであって、しかもキチン以外
の甲殻（クチクラ）の主構成成分たる蛋白質や炭酸カル
シウムの利用に関しては何等の感心が持たれていない実
態にある。
素を用いた生物化学的処理方法が研究されるようにな
り、キチン製造における除蛋白工程にプロテアーゼを用
いることが試みられ、プロナーゼ、パパイン、ペプシン
など種々のプロテアーゼを用いた実験が行われているほ
か、最近ではプロテアーゼ生産菌を用いることも試みら
れている。これら生物化学的処理方法は従来のアルカリ
処理法と比較して脱アセチル、解重合などの副反応を起
こさないため、変性の少ない比較的高分子量のキチンが
得られるほか、処理温度が低いなどの利点があるもの
の、一貫した生物化学処理による蛋白質の完全除去はい
まだ達成されてなく、あくまでも酸処理による除カルシ
ウム工程を前提にしたものであって、しかもキチン以外
の甲殻（クチクラ）の主構成成分たる蛋白質や炭酸カル
シウムの利用に関しては何等の感心が持たれていない実
態にある。
発明が解決しようとする問題点 従って本発明は生物化学的処理による高分子量キチン
製造に際し、化学処理工程を出来るだけ少なくするため
のものであり、特に化学処理工程における酸処理工程を
不要にする生物化学的処理によるキチンの製造法を提供
するためのものであって、その際の蛋白質の完全除去と
副生成分の有効利用を計るためのものである。
製造に際し、化学処理工程を出来るだけ少なくするため
のものであり、特に化学処理工程における酸処理工程を
不要にする生物化学的処理によるキチンの製造法を提供
するためのものであって、その際の蛋白質の完全除去と
副生成分の有効利用を計るためのものである。
問題点を解決するための手段 すなわち、本発明はエビ、カニ等の甲殻類の甲殻（ク
チクラ）に放線菌由来のプロテアーゼであるアクチナー
ゼを作用させることによって蛋白質及びカルシウムを除
去分離した後、キチン中の残存カルシウムを酸処理によ
り除去することを特徴とする甲殻類の甲殻（クチクラ）
の処理方法に関するもので、本発明の方法では先ず、甲
殻を数平方センチメーターの大きさのチップに切断する
が、細かすぎると以下に述べる炭酸カルシウムとの分離
が難しくなる。勿論、酵素の作用に関しては如何に細か
くしても不都合ということはない。次に、pH5〜７に調
整した水に、切断した甲殻とアクチナーゼを加える。こ
の場合最適pHは６である。アクチナーゼのカゼインに対
する最適pHは科研製薬（株）の試料では7.0〜9.0である
が、本発明の最適pHが６であるのは甲殻に含まれる炭酸
カルシウムによる影響が考えられる。アクチナーゼはカ
ルシウムイオンにより安定化することが知られ、特に耐
熱性が増加することが示されている。これらのことから
炭酸カルシウムを含む甲殻試料の蛋白質分解にはアクチ
ナーゼが極めて適しているものと考えられる。次に試料
を加えた液を30〜60℃で撹はんするが最適温度は50℃で
あり、それから離れるにつれ蛋白分解速度は小さくな
る。反応時間は夫々の条件において適宜定めるが蛋白質
の分解につれ、炭酸カルシウムが沈殿となってかなり除
去される。これはキチンと共に甲殻マトリクスを形成し
ている蛋白質がいわば接着剤的役割を果たして炭酸カル
シウムをそのマトリクスの構成成分としていたのが、蛋
白質という接着剤の分解に伴ない炭酸カルシウムが離脱
するものと思われる。この炭酸カルシウムは非常に微細
な粒子であるがろ過により蛋白質が分解して生成したア
ミノ酸水溶液からキチンと共に分離される。この炭酸カ
ルシウムとキチンは粒度の違いによりろ過等の通常の物
理的手段で容易に分離される。ここで分離されたキチン
にはまだ一部の炭酸カルシウムンが付着しているが、塩
酸またはEDTAで処理することで炭酸カルシウムを完全に
除去したキチンを得ることができる。
チクラ）に放線菌由来のプロテアーゼであるアクチナー
ゼを作用させることによって蛋白質及びカルシウムを除
去分離した後、キチン中の残存カルシウムを酸処理によ
り除去することを特徴とする甲殻類の甲殻（クチクラ）
の処理方法に関するもので、本発明の方法では先ず、甲
殻を数平方センチメーターの大きさのチップに切断する
が、細かすぎると以下に述べる炭酸カルシウムとの分離
が難しくなる。勿論、酵素の作用に関しては如何に細か
くしても不都合ということはない。次に、pH5〜７に調
整した水に、切断した甲殻とアクチナーゼを加える。こ
の場合最適pHは６である。アクチナーゼのカゼインに対
する最適pHは科研製薬（株）の試料では7.0〜9.0である
が、本発明の最適pHが６であるのは甲殻に含まれる炭酸
カルシウムによる影響が考えられる。アクチナーゼはカ
ルシウムイオンにより安定化することが知られ、特に耐
熱性が増加することが示されている。これらのことから
炭酸カルシウムを含む甲殻試料の蛋白質分解にはアクチ
ナーゼが極めて適しているものと考えられる。次に試料
を加えた液を30〜60℃で撹はんするが最適温度は50℃で
あり、それから離れるにつれ蛋白分解速度は小さくな
る。反応時間は夫々の条件において適宜定めるが蛋白質
の分解につれ、炭酸カルシウムが沈殿となってかなり除
去される。これはキチンと共に甲殻マトリクスを形成し
ている蛋白質がいわば接着剤的役割を果たして炭酸カル
シウムをそのマトリクスの構成成分としていたのが、蛋
白質という接着剤の分解に伴ない炭酸カルシウムが離脱
するものと思われる。この炭酸カルシウムは非常に微細
な粒子であるがろ過により蛋白質が分解して生成したア
ミノ酸水溶液からキチンと共に分離される。この炭酸カ
ルシウムとキチンは粒度の違いによりろ過等の通常の物
理的手段で容易に分離される。ここで分離されたキチン
にはまだ一部の炭酸カルシウムンが付着しているが、塩
酸またはEDTAで処理することで炭酸カルシウムを完全に
除去したキチンを得ることができる。
実施例 以下に本発明の実施例を示すが、これは本発明の一例
を示すのみであって、これらの実施例により本発明が何
等限定されるものではないことは当然である。
を示すのみであって、これらの実施例により本発明が何
等限定されるものではないことは当然である。
実施例１ １）試料 エビ：ノルウェー産（肉部分を除いた甲殻全体） 水分 10.1 灰分 20.6 粗脂肪 11.0 粗蛋白質 23.9 炭水化物 34.4 ２）操作 0.1Mクエン酸緩衝液500mlにアクチナーゼＥ（高純度
品）200万チロジン単位と10cm2程度に切断したエビ試料
20gを加え、50℃で60時間反応を行い蛋白質の分解を行
った。キチンと炭酸カルシウムはろ過によりアミノ酸水
溶液から分離した。また、キチンと炭酸カルシウムは粒
度の差によって分けた。ここで得たキチンを2N酸塩中48
時間浸漬し無機塩を除去後、蒸留水、エタノール洗浄、
乾燥して精製キチンを得た。
品）200万チロジン単位と10cm2程度に切断したエビ試料
20gを加え、50℃で60時間反応を行い蛋白質の分解を行
った。キチンと炭酸カルシウムはろ過によりアミノ酸水
溶液から分離した。また、キチンと炭酸カルシウムは粒
度の差によって分けた。ここで得たキチンを2N酸塩中48
時間浸漬し無機塩を除去後、蒸留水、エタノール洗浄、
乾燥して精製キチンを得た。
３）結果 ａ）アミノ酸：得られたアミノ酸組成を表１、表２（１
が一回目の酵素処理、２が二回目）に示し、表３には資
料の蛋白質を塩酸で加水分解したときのアミノ酸組成を
示した。
が一回目の酵素処理、２が二回目）に示し、表３には資
料の蛋白質を塩酸で加水分解したときのアミノ酸組成を
示した。
ｂ）灰分：収量 2.88g 分析の結果から、カルシウムの割合が多く、灰分のほ
とんどが炭酸カルシウムであることが判明した。
とんどが炭酸カルシウムであることが判明した。
ｃ）キチン：収量 1.43g 蛋白質含量 0.28％ 除去率 99.2 ％ カルシウム含量 0.03％ 除去率 99.7 ％ 表 １ Amino acid μg/g Asparagine 33.81 Threonion 16.08 Serin 14.12 Glutamine 37.80 Proline 11.40 Glycine 20.14 Alanine 22.05 Cystine 2.04 Valine 17.50 Methionine 8.36 Isoleucine 14.85 Leucine 20.60 Tyrosine 16.09 Phenylalanine 15.02 Lysine 20.70 Histidine 6.63 Tryptophan − Arginine 15.07 表 ２ Amino acid μg/g Asparagine 9.74 Treonion 6.50 Serin 4.79 Glutamine 6.30 Proline 2.92 Glycine 5.72 Alanine 5.56 Cystine 0.58 Valine 4.75 Methionine 0.49 Isoleucine 2.67 Leucine 4.10 Tyrosine 6.38 Phenylalanine 3.06 Lysine 4.48 Histidine 1.95 Tryptophan − Arginine 3.53 表 ３ Amino acid μg/g Asparagine 24.32 Threonion 10.97 Serin 15.94 Glutamine 28.60 Proline 12.18 Glycine 19.41 Alanine 14.47 Cystine − Valine 14.63 Methionine 3.42 Isoleucine 7.52 Leucine 12.06 Tyrosine 103.61 Phenylalanine 26.52 Lysine 9.62 Histidine 6.46 Tryptophan − Arginine 18.32 実施例２ １）試料：北海道産毛がに、煮沸処理甲殻 水分 6.41 ％ 灰分 40.00 粗脂肪 3.76 粗蛋白質 37.13 糖質 12.70 ２）操作 酵素反応終了後の脱灰分操作以外は実施例１と同様の
操作を行った。脱灰分は0.1M EDTA溶液（pH7）中で24時
間１回、48時間１回浸漬撹はんして行った。
操作を行った。脱灰分は0.1M EDTA溶液（pH7）中で24時
間１回、48時間１回浸漬撹はんして行った。
３）結果 キチン：収量 2.1g 蛋白質含量 0.38％ 除去率 98.8 ％ カルシウム含量 trace 除去率 100.0％ 絶対分子量 13.07×105 なお、絶対分子量はキチンを塩化リチウムを含むジメ
チルアセトアミドに溶解し、静的光散乱を利用した光散
乱光度計（大塚電子（株）製ダイナミック光散乱光度計
DSL−700）を用いて測定した。
チルアセトアミドに溶解し、静的光散乱を利用した光散
乱光度計（大塚電子（株）製ダイナミック光散乱光度計
DSL−700）を用いて測定した。
比較例 １）試料 実施例２と同じ ２）操作 試料（冷凍乾燥後粉砕したもの）44gに2N塩酸400mlを
加え、５時間室温に放置して灰分を除去した。ろ過によ
り甲殻を回収し、更に2N塩酸100mlにて48時間、室温で
連続撹はんし脱灰を行った。脱灰終了後、水洗し沸騰水
浴中で12時間、1N水酸化ナトリウム100mlにて２回除蛋
白を行った。後、水洗、さらにエタノールにて24時間室
温で撹はんし残存する色素を除去、エタノールで洗浄
後、減圧乾燥してキチンを単離精製した。
加え、５時間室温に放置して灰分を除去した。ろ過によ
り甲殻を回収し、更に2N塩酸100mlにて48時間、室温で
連続撹はんし脱灰を行った。脱灰終了後、水洗し沸騰水
浴中で12時間、1N水酸化ナトリウム100mlにて２回除蛋
白を行った。後、水洗、さらにエタノールにて24時間室
温で撹はんし残存する色素を除去、エタノールで洗浄
後、減圧乾燥してキチンを単離精製した。
３）結果 絶対分子量 9.70×105 分析方法は実施例２と同じ 発明の効果 本発明によれば、従来の酵素処理法で達成し得なかっ
たほぼ完全な蛋白質の除去が達成できるばかりでなく得
られるキチンも従来得られなかった高分子量のものとな
り、また、原料の甲殻（クチクラ）を微粉末に粉砕する
必要がなく、このことは酵素処理の過程で沈殿する炭酸
カルシウムとキチンの分離を容易にする点で生産上非常
に重要な利点となるもので、今までの酵素処理では考え
られなかったことである。また、本発明によれば、甲殻
（クチクラ）中の蛋白質はアミノ酸水溶液として回収さ
れ肥料、飼料、食品原料等として、一方炭酸カルシウム
は天然に存在したままの形で回収され、医薬等としてそ
れぞれの有効利用への道を開くものである。さらに、本
発明の効果として、酵素処理によりかなりの炭酸カルシ
ウムが沈殿するため、その後のキチンの酸処理で使用す
る酸の量を少なくできるため経済的であるばかりでな
く、酸による変性をも少なくすることができる。
たほぼ完全な蛋白質の除去が達成できるばかりでなく得
られるキチンも従来得られなかった高分子量のものとな
り、また、原料の甲殻（クチクラ）を微粉末に粉砕する
必要がなく、このことは酵素処理の過程で沈殿する炭酸
カルシウムとキチンの分離を容易にする点で生産上非常
に重要な利点となるもので、今までの酵素処理では考え
られなかったことである。また、本発明によれば、甲殻
（クチクラ）中の蛋白質はアミノ酸水溶液として回収さ
れ肥料、飼料、食品原料等として、一方炭酸カルシウム
は天然に存在したままの形で回収され、医薬等としてそ
れぞれの有効利用への道を開くものである。さらに、本
発明の効果として、酵素処理によりかなりの炭酸カルシ
ウムが沈殿するため、その後のキチンの酸処理で使用す
る酸の量を少なくできるため経済的であるばかりでな
く、酸による変性をも少なくすることができる。
Claims (6)
- 【請求項１】エビ、カニ等の甲殻類の甲殻（クチクラ）
に放線菌由来のプロテアーゼであるアクチナーゼを作用
させることによって蛋白質及びカルシウムを除去分離し
た後、キチン中の残存カルシウムを酸処理により除去す
ることを特徴とする甲殻類の甲殻（クチクラ）の処理方
法。 - 【請求項２】アクチナーゼをpH5〜７で作用させる特許
請求の範囲第１項記載の処理方法。 - 【請求項３】処理温度が30〜60℃である特許請求の範囲
第１項乃至第２項記載の処理方法。 - 【請求項４】甲殻（クチクラ）中の蛋白質をアミノ酸液
として分離回収する特許請求の範囲第１項乃至第３項記
載の処理方法。 - 【請求項５】甲殻（クチクラ）中の炭酸カルシウムをろ
過等物理的手段で沈殿として分離回収する特許請求の範
囲第１項乃至第３項記載の処理方法。 - 【請求項６】酸処理が塩酸またはエチレンジアミンテト
ラ四酢酸（以下、EDTA）によるものである特許請求の範
囲第１項乃至第３項記載の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1275330A JP2870871B2 (ja) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | 酵素を用いる甲殼類の甲殼の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1275330A JP2870871B2 (ja) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | 酵素を用いる甲殼類の甲殼の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03139291A JPH03139291A (ja) | 1991-06-13 |
| JP2870871B2 true JP2870871B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=17553960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1275330A Expired - Fee Related JP2870871B2 (ja) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | 酵素を用いる甲殼類の甲殼の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2870871B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1958618B (zh) * | 2006-10-20 | 2010-10-06 | 宁波大学 | 一种甲壳质制备过程中的生物脱钙方法 |
| CN102170795B (zh) * | 2008-09-12 | 2014-10-29 | 翡翠渔业公司 | 从磷虾生产蛋白质浓缩物时减少氟含量的方法 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10014997A1 (de) * | 2000-03-25 | 2001-09-27 | Cognis Deutschland Gmbh | Biopolymere und ihre Herstellung mit Koppelproduktgewinnung |
| JP4586178B2 (ja) * | 2002-12-12 | 2010-11-24 | 三省製薬株式会社 | 火傷による損傷皮膚改善用外用剤 |
| CN1891719B (zh) | 2006-05-11 | 2010-05-12 | 江苏大学 | 一种龟足外壳的甲壳素、壳聚糖的制备方法 |
| US8557297B2 (en) | 2008-09-12 | 2013-10-15 | Olympic Seafood, As | Method for processing crustaceans and products thereof |
| US9814256B2 (en) | 2009-09-14 | 2017-11-14 | Rimfrost Technologies As | Method for processing crustaceans to produce low fluoride/low trimethyl amine products thereof |
| CN104045741B (zh) * | 2013-09-29 | 2016-09-07 | 天津天狮生物发展有限公司 | 一种几丁聚糖制备方法 |
| CN103535781B (zh) * | 2013-10-23 | 2014-11-05 | 宁波大学 | 一种即食虾休闲食品的制备方法 |
| FR3031113B1 (fr) | 2014-12-31 | 2018-03-16 | Ynsect | Procede de production de produit(s) d'interet a partir d'insecte par hydrolyse enzymatique |
| GB2612617A (en) * | 2021-11-05 | 2023-05-10 | Marine Bioenergy As | Demineralisation of organic tissue |
-
1989
- 1989-10-23 JP JP1275330A patent/JP2870871B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1958618B (zh) * | 2006-10-20 | 2010-10-06 | 宁波大学 | 一种甲壳质制备过程中的生物脱钙方法 |
| CN102170795B (zh) * | 2008-09-12 | 2014-10-29 | 翡翠渔业公司 | 从磷虾生产蛋白质浓缩物时减少氟含量的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03139291A (ja) | 1991-06-13 |
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