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JPH08143602A - 澱粉を用いる中空多孔性担体の製造および使用方法 - Google Patents

澱粉を用いる中空多孔性担体の製造および使用方法

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JPH08143602A
JPH08143602A JP6290979A JP29097994A JPH08143602A JP H08143602 A JPH08143602 A JP H08143602A JP 6290979 A JP6290979 A JP 6290979A JP 29097994 A JP29097994 A JP 29097994A JP H08143602 A JPH08143602 A JP H08143602A
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JP
Japan
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starch
particles
hollow
enzyme
porous
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JP6290979A
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Seinosuke Shimada
清之助 島田
Etsuko Takagi
悦子 高木
Kenichi Kudo
謙一 工藤
Yoshiki Kurahashi
嘉樹 蔵橋
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SANWA DENBUN KOGYO KK
SHIMADA KAGAKU KOGYO KK
Sanwa Starch Co Ltd
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SANWA DENBUN KOGYO KK
SHIMADA KAGAKU KOGYO KK
Sanwa Starch Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 (a)澱粉粒子を湿熱処理することにより澱粉
の中空粒子を得る工程;および(b)得られる中空湿熱澱
粉粒子に澱粉分解能を有する酵素を作用させて多孔性と
とする工程;を包含する中空多孔性担体の製造方法。 【効果】 本発明の湿熱処理澱粉粒子を用いた中空多孔
性担体は、人体に対し安全で、しかも担持容量が大き
く、熱的、機械的性質にも優れている。本中空多孔性担
体を用いる目的物質の担持方法は簡単、高効率である。
その製剤は安定し、効力の持続性、放出の制御性に優れ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内部に中空部を有する
湿熱処理澱粉粒子に、澱粉分解能を有する酵素を作用さ
せ中空多孔性となし、当該粒子の中空部及び孔部に、目
的物質を担持する機能を持つ中空多孔性澱粉粒子よりな
る中空多孔性担体及びその製造方法並びに当該中空多孔
性担体を用いた製剤及びその製造方法に関する。本発明
の中空多孔性担体に担持した製剤は、制御可能な安定
性、持続性、除放性などの機能を付与されているため、
医薬品、農薬、香料、肥料などの分野において、優れた
効果並びに経済性を発揮することができる。
【0002】
【従来の技術】従来より、香料、色素、医薬、農薬、肥
料など目的物質の保護、安定化、効力の持続あるいは所
定の条件で放出させる手段として、マイクロカプセル中
に包接、イオン交換樹脂に結合、ワックス中に分散する
などの技術がある。更に、小型化を目指した方法とし
て、特開平1−159047では、澱粉粒子を架橋し、
この内部を生澱粉分解酵素により分解しマイクロカプセ
ルとしている。また、特開平5−112469では、澱
粉に生澱粉分解酵素を作用させた多孔性澱粉粒よりなる
多孔性担体を用いて、目的物質を該多孔性担体の孔部に
担持させている。
【0003】しかしながら、上記した従来の技術のう
ち、マイクロカプセル、イオン交換樹脂およびワックス
を用いる方法は、効力の持続性や放出条件の制御が難し
い。また、特開平1−159047の方法、すなわち澱
粉粒子を架橋した後、生澱粉分解酵素で中空部をつくる
方では、架橋反応という煩雑な処理が必要であり、人体
に対する架橋剤の毒性も危惧される。さらに、特開平5
−112469では、酵素により未処理の生澱粉を生澱
粉分解酵素により分解する結果、多孔性になった澱粉粒
子は非常にもろくなり、加熱あるいは撹拌により粒子が
崩壊してしまうため、多孔性担体として使用しがたい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、第1に、内
部に中空部を有する湿熱処理澱粉粒子に、澱粉分解能を
有する酵素を作用させ多孔性となし、当該粒子の中空部
及び孔部に、目的物質を担持する機能を持つ中空多孔性
澱粉粒子よりなる中空多孔性担体を提供することを目的
とする。
【0005】第2に、内部に中空部を有する湿熱処理澱
粉粒子に、澱粉分解能を有する酵素を作用させ多孔性と
なし、当該粒子の中空部及び孔部に、目的物質を担持す
る機能を持つ中空多孔性澱粉粒子とすることで製造する
中空多孔性担体の製造方法を提供することを目的とす
る。
【0006】第3に、内部に中空部を有する湿熱処理澱
粉粒子に、澱粉分解能を有する酵素を作用させ多孔性と
なし、当該粒子の中空部及び孔部に、目的物質を担持さ
せた製剤を提供することを目的とする。
【0007】第4に、内部に中空部を有する湿熱処理澱
粉粒子に、澱粉分解能を有する酵素を作用させ多孔性と
なし、当該粒子の中空部及び孔部に、目的物質を担持さ
せることで製造する製剤の製造方法を提供することを目
的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、(a)澱粉粒子
を湿熱処理することにより澱粉の中空粒子を得る工程;
および(b)得られる中空湿熱澱粉粒子に澱粉分解能を有
する酵素を作用させて多孔性ととする工程;を包含する
中空多孔性担体の製造方法を提供するものであり、その
ことにより上記目的が達成される。
【0009】澱粉粒子を担体として、使用する場合の有
利な点は、その粒子サイズがミクロン単位と小さいこ
と、更に、その粒径分布はアマランサス澱粉の約1μm
から馬鈴薯澱粉の約100μmと広く、澱粉の種類を選
択することにより保持時間、放出時間の調節が可能なこ
とである。その上、澱粉、特に薬品などで処理されてい
ない澱粉には食品あるいは医薬などの用途において安心
して使用できる利点がある。
【0010】更に、湿熱処理澱粉粒子を使用する場合の
有利な点として、本発明者らが発見し、第34回澱粉研
究懇談会、資料集、27頁(1994年6月)で報告し
ている下記の事実を挙げることができる。通常の澱粉粒
子の内部が、澱粉分子で完全に充填され、空隙、空洞が
存在しないのに反し、適当な条件で湿熱処理された澱粉
粒子の内部には、ほぼ中心部に澱粉粒子の直径の約2分
の1以上の大きさの直径を持つ真球状の中空部が存在す
ることである。この中空部の空間は目的物の担持にとっ
てきわめて有利なものである。従って、澱粉分解酵素を
作用させ、澱粉粒子の表面から中空部にまで到達する孔
を造り、孔部を経て目的物質を粒子の中空部にまで導く
ことにより、孔部及び中空部に効率よく大量に充填する
ことができる。
【0011】更に、本発明者らは、湿熱処理澱粉粒子
は、内部が空洞化した分だけ、外側の構造が強化されて
いることも見出している。例えば、湿熱処理されたコー
ンスターチの場合、通常、水中、100℃、強い撹拌下
に数10分の加熱により、やや膨潤するが、崩壊、糊化
することはない。一方、未処理のコーンスターチでは、
95℃、20分の加熱により容易に膨潤、糊化するほど
澱粉粒子は脆い。このような澱粉粒子の欠点を改良する
ため、特開平1−159047では、エピクロロヒドリ
ン、トリメタリン酸ナトリウムなどで架橋し粒子構造の
強化を計っている。
【0012】しかしこれらの薬品は人体に対する安全性
に問題があり好ましくない。他方、湿熱処理澱粉は、水
と熱のみの処理で得られる、天然物と同様な澱粉であ
り、その上、優れた耐熱性、機械耐性を備えている。従
って、湿熱処理澱粉粒子から多孔性担体を製造し、目的
物質を担持さすことは、きわめて有意義なことである。
【0013】湿熱処理澱粉粒子は、熱的並びに機械的特
性が改善されている反面において、澱粉分解性酵素に対
する消化性は向上している。例えば、125℃、30
分、水分25%で湿熱処理した澱粉のα-アミラーゼ消
化性は、スピターゼLHを用い、40℃、2時間反応
後、70%であるのに対し、未処理のコーンスターチ
は、同一条件で6%の消化性しか示さなかった。湿熱処
理澱粉粒子におけるこのようなアミラーゼ消化性の飛躍
的向上は、生澱粉を用いる従来法では、生澱粉分解酵素
しか使用が許されなかったのに反し、すべての澱粉分解
性酵素の使用が可能であり、酵素の使用量も削減するこ
とができ工業上きわめて有利である。更に、湿熱処理澱
粉粒子の有利な点は、既に述べたように、粒子の外殻構
造が強化されている分だけ、内部は中空部以外の部分も
脆くなっているため、酵素による分解も起こり易く、粒
子内部の中空部体積は増加し易い。結果として、粒子表
面には少ない数の小さい孔を造り、粒子の外殻構造を強
固に保ったままで、粒子内部の有効保持体積を増加さす
ことができる。
【0014】本発明で使用する澱粉の種類については、
特に制限はなく、通常の澱粉例えばコーンスターチ、ハ
イアミロースコーンスターチ、馬鈴薯澱粉、小麦澱粉、
米澱粉などが挙げられる。
【0015】本発明で使用する湿熱処理条件について
は、特に制限はないが、通常、温度90から150℃、
水分15から40%、時間10分から15時間の範囲で
澱粉を処理する。処理条件が弱い場合には、内部の中空
部が形成できないか、できてもその体積が小さい。従っ
て、澱粉の種類を考慮した上で、十分大きな中空のでき
る条件を選ぶことが肝要である。
【0016】本発明に用いる澱粉分解酵素としては、湿
熱処理澱粉の酵素消化性は格段に向上しているので、上
記のように生澱粉分解酵素に限定されることなく、通常
のα-アミラーゼ、グルコアミラーゼなど澱粉分解酵素
のいずれもが使用できる。
【0017】本発明の中空多孔性担体に目的物質を担持
させる方法は、特に制限されるものではないが、目的物
質が液体の場合には、中空多孔性担体に含浸、混合して
担持させる。固体の場合には、粉末にして混合後、ボー
ルミル、ハイブリダイザー(商品名:(株)奈良機械製
作所製)などのような機械的方法で担持させることがで
きる。また、溶媒に溶解し、吸収後、溶媒を蒸発乾燥
し、担持させる方法などがある。
【0018】更に、目的物質を担持した担体を、適当な
コーティング材で被覆し安定化することもできる。コー
ティング材としては、特に制限はなく通常のコーティン
グ材が用いられるが、例えば、蛋白、多糖類、天然樹脂
などが例示される。
【0019】
【実施例】次に実施例を挙げて本発明を詳しく説明する
が、本発明はこれらの実施例にのみ制限されるものでは
ない。
【0020】実施例1 中空部を有する湿熱処理コーンスターチ粒子の作成 コーンスターチ1000gを2リットルの耐圧反応層に
充填し、撹拌下に真空ポンプで30mmHgまで減圧にし、
ついで過熱スチームを導入し、温度125℃で60分間
加熱後、再度100mmHgまで減圧にし冷却する。得られ
た湿熱処理澱粉粒子をパラフィンワックスで固定し、マ
イナス40℃でマイクロトームにより切断し、走査電子
顕微鏡で観察した結果、中心部に澱粉粒子の直径の約2
分の1の直径の真球状の中空部が認められた。また、本
方法で得られた湿熱処理澱粉は95℃、30分以上の撹
拌下の加熱においても、粒子の崩壊、糊化は認められな
かった。
【0021】実施例2 α-アミラーゼによる多孔化 実施例1で得られた中空部を有する湿熱処理コーンスタ
ーチ粒子を、以下の条件で酵素分解した。湿熱処理コー
ンスターチ濃度0.4%、BLA(長瀬産業(株)製結
晶細菌液化型アミラーゼ)0.002%、酢酸緩衝液
0.02M(pH 4.8)、温度35℃、24時間、撹拌
下に反応させた。酵素を失活後、濾過、水洗、乾燥して
中空多孔体を得た。顕微鏡観察により、澱粉粒子1個あ
たり数10個以上の孔が認められた。フェノール−硫酸
法によって測定した可溶化率は50%であった。
【0022】実施例3 ペパーミントオイルの中空多孔性担体への担持 実施例2で得られた中空多孔性担体100部に対し十分
に乾燥した条件下で、ペパーミントオイル100部を加
え、10分間室温で撹拌し、ペパーミントオイルを中空
多孔性担体へ担持した製剤を得た。なお、本担体へ担持
できる目的物質は、ペパーミントオイルに限られず、医
薬、農薬、肥料なども担持が可能である。安定保持時間
も数か月以上と長く、十分に実用用途へ適応できるもの
であった。
【0023】実施例4 大豆油の中空多孔性担体への担持 実施例2で得られた中空多孔性担体100部に対し十分
に乾燥した条件下で、大豆油700部を加え、10分間
室温で撹拌し、大豆油を中空多孔性担体へ担持した製剤
を得た。
【0024】実施例5 中空部を有する湿熱処理馬鈴薯澱粉粒子の作成 馬鈴薯澱粉1000gを2 の耐圧反応層に充填し、撹
拌下に真空ポンプで60mmHgまで減圧にし、ついで過熱
スチームを導入し、温度130℃、水分25%で60分
間加熱後、再度100mmHgまで減圧し冷却する。得られ
た湿熱処理澱粉粒子の切断面の走査電子顕微鏡写真は、
中心部に澱粉粒子の直径の約2分の1の直径の真球状の
中空部を示した。
【0025】実施例6 グルコアミラーゼによる多孔化 実施例5で得られた中空部を有する湿熱処理馬鈴薯澱粉
粒子を、実施例2と同様の条件でグルコアミラーゼ(天
野製薬株式会社、グルクザイムAF6)により分解し
た。但し、反応時間は144時間、撹拌下に行った。酵
素を失活後、濾過、水洗、乾燥して中空多孔体を得た。
顕微鏡観察により、澱粉粒子には無数の孔が認められ
た。フェノール−硫酸法によって測定した可溶化率は4
5%であった。
【0026】実施例7 実施例6で得られた中空多孔性担体100部に対し十分
に乾燥した条件下で、ペパーミントオイル80部を加
え、10分間室温で撹拌し、ペパーミントオイルを中空
多孔性担体へ担持した製剤を得た。
【0027】
【発明の効果】本発明の湿熱処理澱粉粒子を用いた中空
多孔性担体は、人体に対し安全で、しかも担持容量が大
きく、熱的、機械的性質にも優れている。本中空多孔性
担体を用いる目的物質の担持方法は簡単、高効率であ
る。その製剤は安定し、効力の持続性、放出の制御性に
優れている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12P 19/20 7432−4B // A01N 25/10 A61K 47/36 B C C05G 3/00 103 7537−4H (72)発明者 蔵橋 嘉樹 大阪府大阪市阿倍野区丸山通1−5−29

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)澱粉粒子を湿熱処理することにより
    澱粉の中空粒子を得る工程;および(b)得られる中空湿
    熱澱粉粒子に澱粉分解能を有する酵素を作用させて多孔
    性ととする工程;を包含する中空多孔性担体の製造方
    法。
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