JP5553325B2

JP5553325B2 - Natural polymer compound extraction and purification system

Info

Publication number: JP5553325B2
Application number: JP2008010687A
Authority: JP
Inventors: 純一田村; 清中山
Original assignee: Tottori University
Current assignee: Tottori University
Priority date: 2008-01-21
Filing date: 2008-01-21
Publication date: 2014-07-16
Anticipated expiration: 2028-01-21
Also published as: JP2009173692A

Description

本発明は、天然材料から天然高分子（例えば、多糖類、タンパク質）を抽出して精製するシステムに関する。 The present invention relates to a system for extracting and purifying natural polymers (eg, polysaccharides, proteins) from natural materials.

多糖類は生体において様々な役割を果たしている。なかでも、最近注目されているのがコンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸、ヘパリンなどのムコ多糖類である。例えば、コンドロイチン硫酸は関節炎に対する効果や神経痛の改善効果などが認められており健康食品、サプリメントおよび医薬品等に用いられている。ヒアルロン酸は水分保持効果を有することから化粧品等に多く用いられている。ヘパリンは抗血液凝固作用があり、医療現場で用いられている。これらの物質は従来から医薬品として用いられており、最近では健康食品やサプリメントとしての需要が激増している。これらの多糖類は天然組織を原料として得られている。その方法も多くのものが開発されているが、とりわけ透析工程、限外濾過工程、有機溶媒による沈殿工程などに時間がかかるので効率が良いとはいえず、かつ、大規模で複雑かつ高価な施設を要することが多い（特許文献１〜３等参照）。 Polysaccharides play various roles in the body. Among these, mucopolysaccharides such as chondroitin sulfate, hyaluronic acid, and heparin are recently attracting attention. For example, chondroitin sulfate has been recognized for its effects on arthritis and neuralgia, and is used in health foods, supplements and pharmaceuticals. Hyaluronic acid is often used in cosmetics and the like because it has a moisture retention effect. Heparin has an anticoagulant action and is used in the medical field. These substances have been conventionally used as pharmaceuticals, and recently, the demand for health foods and supplements has increased dramatically. These polysaccharides are obtained using natural tissue as a raw material. Many methods have been developed, but it is not efficient because it takes time especially for the dialysis step, ultrafiltration step, precipitation step with organic solvent, etc., and it is large, complicated and expensive. Many facilities are required (see Patent Documents 1 to 3).

また、ムコ多糖類をはじめとする有用多糖類は動物（陸生、水生を含む）や真菌類の組織由来のものがほとんどであり、ほとんどの場合、ヒトが食用としている動物の組織から得られている。最近では、資源の有効利用の面から、従来は廃棄されていた食用動物の不可食部（調理には適さない部位）から有用多糖類を得る試みもなされている。しかも食用動物の不可食部の量は膨大である。 In addition, useful polysaccharides such as mucopolysaccharides are mostly derived from animal (including terrestrial and aquatic) and fungal tissues, and in most cases are obtained from animal tissues that humans eat. Yes. Recently, from the viewpoint of effective use of resources, attempts have been made to obtain useful polysaccharides from inedible parts (parts not suitable for cooking) of food animals that have been discarded. Moreover, the amount of inedible parts of edible animals is enormous.

かかる事情に鑑みると、単純かつ効率的な方法にて、大量の原料から大量の有用多糖類を短時間のうちに得るための方法が必要である。
特開２０００−２７３１０２号公報特開２００３−２６８００４号公報特開２００４−１８９８２５号公報 In view of such circumstances, there is a need for a method for obtaining a large amount of useful polysaccharides from a large amount of raw materials in a short time by a simple and efficient method.
JP 2000-273102 A JP 2003-268004 A JP 2004-189825 A

本発明の解決課題は、大量の天然原料から大量の天然高分子（有用多糖類）を短時間で且つ自動的に取得するためのシステムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a system for automatically acquiring a large amount of natural polymer (useful polysaccharide) from a large amount of natural raw material in a short time.

具体的に、本発明に係る抽出・精製システム（１）は、天然材料（１６０）と抽出溶媒（１６２）の混合物を攪拌しつつ上記天然材料（１６０）に含まれる天然高分子化合物を抽出する抽出装置（２）と、上記抽出装置（２）で抽出された天然高分子化合物を精製する精製装置（４）とを備えている。抽出装置（２）は、抽出溶媒（１６２）を収容する外槽（１０）と、上記抽出溶媒（１６２）が通過できる複数の連通孔（６４）を備えており、天然材料（１６０）を収容して上記外槽（１０）の内側に上記外槽（１０）と同心的に固定される内槽（４６）と、上記外槽（１０）に固定された上記内槽（４６）を正逆回転する回転手段（４０）と、上記内槽（４６）の開口率を調整する開口率調整手段（６６）を備えている。上記回転手段（４０）は、上記外槽（１０）の内側に突出して上記内槽（４６）に着脱自在に連結されたモータ駆動軸（４２）を備えている。上記開口率調整手段（６６）は、（ａ）上記内槽（４６）を、外側バスケット（４８）と、上記外側バスケット（４８）の内側に配置される内側バスケット（５０）で構成し、（ｂ）上記外側バスケット（４８）には複数の外側開口（５６）を形成し、上記内側バスケット（５０）には複数の内側開口（６２）を形成し、（ｃ）上記内側バスケット（５０）を上記外側バスケット（４８）の内側に配置した状態で、上記外側開口（６２）の少なくとも一部が上記内側開口（５６）の少なくとも一部と重なり合って上記複数の連通孔（６４）を形成しており、（ｄ）上記外側バスケット（４８）に対する上記内側バスケット（５０）の相対的な位置を変えることによって上記内槽（５０）の開口率が調整できるように構成されており、上記精製装置（４）はゲル濾過クロマトグラフィー用カラム（１００）を備えている。 Specifically, the extraction / purification system (1) according to the present invention extracts the natural polymer compound contained in the natural material (160) while stirring the mixture of the natural material (160) and the extraction solvent (162). An extraction device (2) and a purification device (4) for purifying the natural polymer compound extracted by the extraction device (2) are provided. The extraction device (2) includes an outer tub (10) for containing the extraction solvent (162) and a plurality of communication holes (64) through which the extraction solvent (162) can pass, and contains the natural material (160). The inner tank (46) fixed concentrically with the outer tank (10) inside the outer tank (10) and the inner tank (46) fixed to the outer tank (10) are reversed. A rotating means (40) for rotating and an opening ratio adjusting means (66) for adjusting the opening ratio of the inner tank (46) are provided. The rotating means (40) includes a motor drive shaft (42) protruding inward of the outer tub (10) and detachably connected to the inner tub (46) . The opening ratio adjusting means (66) comprises (a) the inner tub (46) comprising an outer basket (48) and an inner basket (50) disposed inside the outer basket (48), b) A plurality of outer openings (56) are formed in the outer basket (48), a plurality of inner openings (62) are formed in the inner basket (50), and (c) the inner basket (50) is formed. In a state of being arranged inside the outer basket (48), at least a part of the outer opening (62) overlaps at least a part of the inner opening (56) to form the plurality of communication holes (64). And (d) the opening ratio of the inner tub (50) can be adjusted by changing the relative position of the inner basket (50) with respect to the outer basket (48). Location (4) comprises a column (100) for gel filtration chromatography.

このような構成を備えた抽出・精製システムによれば、単純かつ効率的に、大量の原料から大量の有用多糖類を短時間のうちに得ることができる。 According to the extraction / purification system having such a configuration, a large amount of useful polysaccharides can be obtained from a large amount of raw materials in a short time simply and efficiently.

以下、図面を参照して本発明に係る、天然高分子化合物（多糖類）の抽出・精製システムの実施形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment of a natural polymer compound (polysaccharide) extraction / purification system according to the present invention will be described with reference to the drawings.

〔１．システム概要〕
図１に示すように、抽出・精製システム１は、概略、抽出溶媒を用いて天然材料から天然高分子（例えば、多糖類）を抽出する抽出装置２と、抽出装置２で抽出された天然高分子を精製する精製装置４と、抽出装置２から精製装置４に抽出溶媒と天然高分子を輸送する輸送装置６と、これら抽出装置２と輸送装置６を自動制御する自動制御装置８を有する。 [1. System overview)
As shown in FIG. 1, the extraction / purification system 1 generally includes an extraction device 2 that extracts a natural polymer (for example, polysaccharide) from a natural material using an extraction solvent, and a natural high content extracted by the extraction device 2. A purification device 4 for purifying the molecule, a transport device 6 for transporting the extraction solvent and the natural polymer from the extraction device 2 to the purification device 4, and an automatic control device 8 for automatically controlling the extraction device 2 and the transport device 6 are provided.

〔２．抽出装置〕
図２，３を参照すると、抽出装置２は、外槽（恒温槽）１０を有する。実施形態では、外槽１０は、上部に開口部を有する円筒状の容器で、建物（図示せず）の床１２に固定されている。図２に詳細に示すように、外槽１０は、中心軸１４を中心とする円周上に配置された外側円筒部１６及び内側円筒部１８と、外側円筒部１６及び内側円筒部１８の底部をそれぞれ塞ぐ底板２０，２２と、外側円筒部１６と内側円筒部１８の上端部を連結する環状の板部２４を備えており、これらの部材によって囲まれた空間の温水循環室（温度調整媒体収容室）２６に温度調整媒体２８である流体が密封して収容できるようにしてある。 [2. Extraction device)
Referring to FIGS. 2 and 3, the extraction device 2 has an outer tub (constant temperature bath) 10. In the embodiment, the outer tub 10 is a cylindrical container having an opening at the top, and is fixed to a floor 12 of a building (not shown). As shown in detail in FIG. 2, the outer tub 10 includes an outer cylindrical portion 16 and an inner cylindrical portion 18 that are arranged on a circumference around the central axis 14, and a bottom portion of the outer cylindrical portion 16 and the inner cylindrical portion 18. Bottom plates 20 and 22, respectively, and an annular plate portion 24 connecting the upper ends of the outer cylindrical portion 16 and the inner cylindrical portion 18, and a hot water circulation chamber (temperature adjustment medium) in a space surrounded by these members. The fluid which is the temperature adjusting medium 28 can be sealed and accommodated in the (accommodating chamber) 26.

温水循環室２６に収容される温度調整媒体２８の温度は、処理する天然材料に応じて最適に調整される。そのため、実施形態の抽出装置２は、温水循環室２６にある温度調整媒体２８の温度を検出する温度検出器３０と、温度検出器３０で検出された温度に応じて、必要であれば温度調整媒体２８を加熱する加熱器３２と、温水循環室２６における温度調整媒体２８を循環させる循環手段３４を有する。例えば、循環手段３４は、図１，２に示すように、温水循環室２６の底部と上部を接続する循環パイプ３６と、循環パイプ３６に設けられたポンプ３８を有し、ポンプ３８を駆動することによって、循環パイプ３６を介して、温水循環室２６の温度調整媒体２８を循環する。 The temperature of the temperature adjusting medium 28 accommodated in the hot water circulation chamber 26 is optimally adjusted according to the natural material to be processed. Therefore, the extraction device 2 according to the embodiment includes a temperature detector 30 that detects the temperature of the temperature adjustment medium 28 in the hot water circulation chamber 26, and temperature adjustment if necessary according to the temperature detected by the temperature detector 30. A heater 32 for heating the medium 28 and circulation means 34 for circulating the temperature adjustment medium 28 in the hot water circulation chamber 26 are provided. For example, as shown in FIGS. 1 and 2, the circulation means 34 includes a circulation pipe 36 that connects the bottom and the top of the hot water circulation chamber 26, and a pump 38 provided in the circulation pipe 36, and drives the pump 38. As a result, the temperature adjusting medium 28 in the hot water circulation chamber 26 is circulated through the circulation pipe 36.

外槽１０の底部には、正逆回転可能なモータ４０が固定されている。モータ４０の駆動軸４２は、外槽１０の中心軸１４と同軸上に配置されており、外槽１０の底板２０，２２を貫通して、外槽１０の内側に突出している。図示するように、温水循環室２６を貫通する駆動軸４２の周囲は筒状又は環状の隔壁４４によって囲まれてシールされている。 A motor 40 that can rotate forward and reverse is fixed to the bottom of the outer tub 10. The drive shaft 42 of the motor 40 is arranged coaxially with the central axis 14 of the outer tub 10, passes through the bottom plates 20 and 22 of the outer tub 10, and protrudes inside the outer tub 10. As shown in the drawing, the periphery of the drive shaft 42 penetrating the hot water circulation chamber 26 is surrounded and sealed by a cylindrical or annular partition wall 44.

外槽１０の内側に突出したモータ駆動軸４２に内槽（材料収容槽）４６が着脱自在に連結されている。図示するように、モータ駆動軸４２に連結される内槽４６は円筒体からなり、この円筒体の中心軸が外槽１０の中心軸１４に一致させてある。図３に詳細に示すように、内槽４６は、円筒状の外側バスケット４８と内側バスケット５０を有する。外側バスケット４８は、上部を開放した円筒容器の形をしており、円筒部５２と底部５４を有する。円筒部５２と底部５４は、内側と外側を連通する多数の開口（外側開口）５６を規則的に有する。同様に、内側バスケット５０は、上部を開放した円筒容器の形をしており、円筒部５８と底部６０を有する。円筒部５８と底部６０は、内側と外側を連通する多数の開口（内側開口）６２を規則的に有する。 An inner tank (material storage tank) 46 is detachably connected to a motor drive shaft 42 protruding to the inside of the outer tank 10. As shown in the drawing, the inner tank 46 connected to the motor drive shaft 42 is formed of a cylindrical body, and the central axis of the cylindrical body is made to coincide with the central axis 14 of the outer tank 10. As shown in detail in FIG. 3, the inner tub 46 includes a cylindrical outer basket 48 and an inner basket 50. The outer basket 48 is in the form of a cylindrical container with an open top, and has a cylindrical portion 52 and a bottom portion 54. The cylindrical portion 52 and the bottom portion 54 regularly have a large number of openings (outside openings) 56 that communicate between the inside and the outside. Similarly, the inner basket 50 is in the shape of a cylindrical container with an open top and has a cylindrical portion 58 and a bottom portion 60. The cylindrical portion 58 and the bottom portion 60 regularly have a large number of openings (inner openings) 62 that communicate between the inside and the outside.

外側バスケット円筒部５２の内径は内側バスケット円筒部５８の外径とほぼ等しくしてある。したがって、外側バスケット４８に内側バスケット５０を装入すると、外側バスケット４８の内面（内周円筒面及び内側底面）に内側バスケット５０の外面（外周円筒面及び外側底面）がぴったりと又はほぼぴったりと一致し、それら円筒部５２，５８の間には実質的な隙間ができないようにしてある。なお、円筒部５２，５８の高さはほぼ等しく、外側バスケット４８に内側バスケット５０を装入した状態で、両者の上端部が一致するか、内側バスケット５０の上端が外側バスケット４８の上端から若干突出することが好ましい。 The inner diameter of the outer basket cylindrical portion 52 is substantially equal to the outer diameter of the inner basket cylindrical portion 58. Accordingly, when the inner basket 50 is inserted into the outer basket 48, the outer surface (outer cylindrical surface and outer bottom surface) of the inner basket 50 is flush with or substantially flush with the inner surface (inner circumferential cylindrical surface and inner bottom surface) of the outer basket 48. In addition, a substantial gap is not formed between the cylindrical portions 52 and 58. The cylindrical portions 52 and 58 are substantially equal in height, and in a state where the inner basket 50 is inserted in the outer basket 48, the upper ends of both coincide with each other, or the upper end of the inner basket 50 is slightly higher than the upper end of the outer basket 48. It is preferable to protrude.

実施例では外側と内側のバスケット４８，５０に形成された開口５６，６２の形は円形であるが、その形は任意（例えば、四角形、他の矩形等、スロット状、星形）である。具体的には、バスケット４８，５０（円筒部及び底板）を構成する材料には、公知のステンレス製パンチングメタルが好適に利用できる。周知のとおり、パンチングメタルには、開口５６，６２がバスケット４８，５０に縦方向、横方向、斜め方向に一定の間隔をあけて規則的に形成されている。したがって、外側バスケット４８に対して内側バスケット５０を相対的に回転又は上下すれば、外側バスケット４８の開口５６と内側バスケット５０の開口６２が一致して形成される連通孔６４（図５参照）の面積（内槽の開口面積又は開口率）が変化する。 In the embodiment, the shapes of the openings 56 and 62 formed in the outer and inner baskets 48 and 50 are circular, but the shape is arbitrary (for example, a square shape, other rectangular shapes, a slot shape, a star shape). Specifically, a known stainless steel punching metal can be suitably used as a material constituting the baskets 48 and 50 (cylindrical portion and bottom plate). As is well known, the punching metal has openings 56 and 62 regularly formed in the baskets 48 and 50 at regular intervals in the vertical direction, the horizontal direction, and the diagonal direction. Accordingly, when the inner basket 50 is rotated or moved up and down relative to the outer basket 48, the opening 56 of the outer basket 48 and the opening 62 of the inner basket 50 are formed to coincide with each other. The area (opening area or opening ratio of the inner tank) changes.

内槽４６の開口率を予め決められた複数の値に調整できる開口率調整手段６６を備えていることが好ましい。実施形態では、外側バスケット４８に対して内側バスケット５０を回転することによって開口率を調整する方法が採用されている。したがって、図６に示すように、実施形態では、開口率調整手段６６として、バスケット底部５４，６０の中央に環状板６８，７０が固定されており、内側バスケット５０の環状板７０には一つの貫通孔７２が形成され、また、外側バスケット４８の環状板６８には複数のねじ孔７４ａ〜７４ｅが形成され、内側バスケット環状板７０の貫通孔７２を介して外側バスケット環状板６８の複数のねじ孔７４ａ〜７４ｅのいずれかにねじ７６を螺合することによって、開口率が１００％、８０％、７０％、６０％、５０％に調整できるようにしてある。 It is preferable to include an aperture ratio adjusting means 66 that can adjust the aperture ratio of the inner tank 46 to a plurality of predetermined values. In the embodiment, a method of adjusting the aperture ratio by rotating the inner basket 50 with respect to the outer basket 48 is employed. Therefore, as shown in FIG. 6, in the embodiment, as the opening ratio adjusting means 66, the annular plates 68 and 70 are fixed to the center of the basket bottom portions 54 and 60, and one annular plate 70 of the inner basket 50 is provided. A through hole 72 is formed, and a plurality of screw holes 74 a to 74 e are formed in the annular plate 68 of the outer basket 48, and a plurality of screws of the outer basket annular plate 68 are passed through the through holes 72 of the inner basket annular plate 70. The opening ratio can be adjusted to 100%, 80%, 70%, 60%, and 50% by screwing the screw 76 into any of the holes 74a to 74e.

代わりに、外側バスケット４８に対して内側バスケット５０を相対的に上昇することで開口率を調整できる。この場合、図示しないが、高さ方向に関して、外側バスケット４８に対して内側バスケット５０を複数の位置で固定できる手段（例えば、高さ調整治具、ボルトとねじ孔又はボルトとナットの組み合わせ）を設け、要求される開口率に応じて内側バスケット５０の高さを調整する。 Instead, the opening ratio can be adjusted by raising the inner basket 50 relative to the outer basket 48. In this case, although not shown, means (for example, a height adjusting jig, a bolt and screw hole, or a combination of a bolt and a nut) capable of fixing the inner basket 50 at a plurality of positions with respect to the outer basket 48 in the height direction is provided. The height of the inner basket 50 is adjusted according to the required opening ratio.

外側と内側のバスケット４８，５０に異なる形の開口を設けてもよい。また、開口５６，６２はバスケット４８，５０の全体に形成することが必須でなく、内槽４６の開口率が調整できれば、バスケット４８，５０の少なくとも一部に形成するだけでもよい。さらに、開口率調整に際して、外側バスケット４８に対して内側バスケット５０を回転又は上昇させたとき、それらの全ての開口５６，６２の重なり合う面積が変化する必要はなく、それら開口５６，６２の少なくとも一部の重なり合う面積が変化することによって結果的に内槽４６の開口率が変化するようにすればよい。 Different openings may be provided in the outer and inner baskets 48,50. The openings 56 and 62 are not necessarily formed in the entire baskets 48 and 50, and may be formed only in at least a part of the baskets 48 and 50 as long as the opening ratio of the inner tank 46 can be adjusted. Further, when adjusting the opening ratio, when the inner basket 50 is rotated or raised with respect to the outer basket 48, the overlapping area of all the openings 56, 62 need not change, and at least one of the openings 56, 62 does not change. What is necessary is just to make it the aperture ratio of the inner tank 46 change as a result by changing the overlapping area of a part.

また、図２，４に示すように、内側バスケット５０には、円筒部５８の内面、又は底部６０の内面、若しくはそれらの両方に撹拌羽根７８を設けることが好ましい。撹拌羽根７８の形状、大きさは、処理する天然材料の種類に応じて適宜変更することができる。 2 and 4, the inner basket 50 is preferably provided with a stirring blade 78 on the inner surface of the cylindrical portion 58, the inner surface of the bottom portion 60, or both. The shape and size of the stirring blade 78 can be appropriately changed according to the type of natural material to be processed.

図２，３に示すように、外槽１０に対して内槽４６を正確に同心的に位置決めするために、外槽１０の上端近傍には、ガイド手段８０を均等に配置することが好ましい。例えば、実施形態では、各ガイド手段８０は、外槽１０の内面に固定されたブラケット８２と、ブラケット８２に固定された垂直軸８４を介して回転可能に支持されたローラ８６を有する。当然、複数のローラ８６の内側に内槽４６が正確に位置決めされるために、複数のローラ８６に内接する円（図示せず）が、内槽４６の外周面に一致又はほぼ一致することが好ましい。 As shown in FIGS. 2 and 3, in order to accurately and concentrically position the inner tub 46 with respect to the outer tub 10, it is preferable that guide means 80 be arranged uniformly in the vicinity of the upper end of the outer tub 10. For example, in the embodiment, each guide means 80 includes a bracket 82 fixed to the inner surface of the outer tub 10 and a roller 86 rotatably supported via a vertical shaft 84 fixed to the bracket 82. Of course, in order to accurately position the inner tub 46 inside the plurality of rollers 86, a circle (not shown) inscribed in the plurality of rollers 86 may coincide with or substantially coincide with the outer peripheral surface of the inner tub 46. preferable.

図２を参照すると、以上のように構成された内槽４６は、外槽１０の内側に装入される。このとき、内側バスケット底部６０の中央に設けた環状板７０の中央貫通孔８８（図６参照）にモータ駆動軸４２が挿通され、該モータ駆動軸４２の上端外ねじ部（図示せず）に内ねじを有するキャップ９０を螺合して、内側バスケット５０がモータ駆動軸４２に固定される。図示するように、この状態で、外槽１０と内槽４６の間には、ほぼ一定の厚みの空間が形成されるように、外槽１０の内部に突出したモータ駆動軸４２の周囲には環状の調整部材９２が設けることが好ましい。 Referring to FIG. 2, the inner tank 46 configured as described above is inserted into the outer tank 10. At this time, the motor drive shaft 42 is inserted into a central through hole 88 (see FIG. 6) of the annular plate 70 provided at the center of the inner basket bottom portion 60, and an upper end external screw portion (not shown) of the motor drive shaft 42 is inserted. The inner basket 50 is fixed to the motor drive shaft 42 by screwing a cap 90 having an inner thread. As shown in the drawing, in this state, a space with a substantially constant thickness is formed between the outer tub 10 and the inner tub 46, and around the motor drive shaft 42 protruding into the outer tub 10. An annular adjusting member 92 is preferably provided.

〔３．精製装置〕
図１に戻り、精製装置４は、ゲル濾過クロマトグラフィー用のカラム１００を有する。後に説明するように、イオン交換クロマトグラフィー用のカラム１０２を追加的に設けてもよい。カラム１００，１０２の構成は周知であることから、その説明は省略する。 [3. (Purification equipment)
Returning to FIG. 1, the purification device 4 has a column 100 for gel filtration chromatography. As will be described later, a column 102 for ion exchange chromatography may be additionally provided. Since the configuration of the columns 100 and 102 is well known, a description thereof will be omitted.

〔４．輸送装置〕
輸送装置６は、外槽１０の内側、正確には内側円筒部１８と内側底板２２で囲まれた空間（処理室）の底部とゲル濾過クロマトグラフィー用カラム１００の上部（入口）を接続する配管１０４、ゲル濾過クロマトグラフィー用カラム１００の下端（出口）とイオン交換クロマトグラフィー用カラム１０２の上端（入口）を接続する配管１０６を有する。前者の配管１０４には２つの電磁弁１０８、１１０と一つのポンプ１１２が設けてある。後者の配管１０９６には２つの電磁弁１１４，１１６と一つのポンプ１１８が設けてある。イオン交換クロマトグラフィー用カラム１０２の下端（出口）と電磁弁１１６が配管１２０で接続されており、この配管１２０に別の電磁弁１２２が設けてある。そして、電磁弁１０８，１１０，１１４，１２２がそれぞれ配管１２４，１２６，１２８，１３０対応する容器１３２，１３４，１３６，１３８に接続されている。 [4. (Transport equipment)
The transport device 6 is a pipe that connects the inside of the outer tank 10, more precisely, the bottom of the space (processing chamber) surrounded by the inner cylindrical portion 18 and the inner bottom plate 22 and the upper portion (inlet) of the column 100 for gel filtration chromatography. 104, a pipe 106 that connects the lower end (outlet) of the column 100 for gel filtration chromatography and the upper end (inlet) of the column 102 for ion exchange chromatography. The former pipe 104 is provided with two solenoid valves 108 and 110 and one pump 112. The latter pipe 1096 is provided with two solenoid valves 114 and 116 and one pump 118. The lower end (exit) of the ion exchange chromatography column 102 and the electromagnetic valve 116 are connected by a pipe 120, and another electromagnetic valve 122 is provided in the pipe 120. And solenoid valve 108,110,114,122 is connected to the container 132,134,136,138 corresponding to piping 124,126,128,130, respectively.

〔５．自動制御装置〕
自動制御装置８は、中央処理装置（ＣＰＵ）１４０と、ＲＯＭ１４２、ＲＡＭ１４４、タイマ１４６、入力部１４８、及び出力部１５０を有する。これら各部の構成と動作は以下に説明するシステムの動作の中で具体的に説明する。 [5. Automatic control unit)
The automatic control device 8 includes a central processing unit (CPU) 140, a ROM 142, a RAM 144, a timer 146, an input unit 148, and an output unit 150. The configuration and operation of each unit will be specifically described in the operation of the system described below.

〔６．システムの動作〕
以上の構成を有するシステム１を用いて、天然材料から高分子化合物である多糖類を得る方法を説明する。なお、有用多糖類を豊富に含有する天然組織としては、アガリクスなどの担子菌の菌糸体や子実体、魚類や動物の軟骨や内臓、イカの頭部などに由来するものが挙げられる。例えば、魚類（エイやサメを包含）の軟骨などからコンドロイチン硫酸を得ることができる。ニワトリのトサカなどからヒアルロン酸を得ることができる。あるいはブタ小腸粘膜などからヘパリンを得ることができる。さらに、食用生物の不可食部、例えば、ウシ、ブタ、ニワトリ等の家畜、サケ、イワシ等の魚類、イカ、タコ等の軟体動物、エビ、カニ等の甲殻類の不可食部は量的に膨大であり、そこから有用多糖類を取得することもできる。クラゲなどの組織から多糖類を取得することもできる。また、例えば、コンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸、ヘパリンなどのムコ多糖類が含まれる。例えば、魚類（エイやサメを包含）の軟骨などからコンドロイチン硫酸を得ることができ、ニワトリのトサカなどからヒアルロン酸を得ることができ、あるいはブタ小腸粘膜などからヘパリンを得ることができる。また、例えば、ソデイカ、スルメイカ、コウイカ、モンゴウイカ、ハリイカ、ケンサキイカ、ヤリイカ、アオリイカ、ジンドウイカ、アカイカ、マツイカなどのイカ、特にその胴体を除く部分（例えば頭部、足、皮、ひれ、眼球、軟骨ならびに他の不可食部）、ウシ、ブタ、ウマ、ヤギ、ヒツジなどの家畜や家禽類の臓器（例えば肝臓、腸、気道など）およびその他の部位（例えば、鼻軟骨などの軟骨、眼球、皮膚など）、特にニワトリ軟骨（例えば胸軟骨、関節軟骨など）、あるいは魚類軟骨などからコンドロイチン硫酸やその他の多糖類を取ることもできる。さらに、例えばアガリクスやサルノコシカケ等の担子菌からベータグルカン等の多糖類を得ることもできる。 [6. System operation)
A method for obtaining a polysaccharide, which is a polymer compound, from a natural material using the system 1 having the above configuration will be described. Examples of natural tissues rich in useful polysaccharides include those derived from mycelium and fruit bodies of basidiomycetes such as Agaricus, cartilage and internal organs of fish and animals, and the head of squid. For example, chondroitin sulfate can be obtained from fish (including ray and shark) cartilage. Hyaluronic acid can be obtained from chicken tosaka and the like. Alternatively, heparin can be obtained from porcine small intestinal mucosa. In addition, inedible parts of edible organisms, for example, livestock such as cattle, pigs and chickens, fish such as salmon and sardines, molluscs such as squid and octopus, shellfish such as shrimps and crabs, etc. It is enormous and useful polysaccharides can be obtained from it. Polysaccharides can also be obtained from tissues such as jellyfish. Further, for example, mucopolysaccharides such as chondroitin sulfate, hyaluronic acid and heparin are included. For example, chondroitin sulfate can be obtained from fish (including ray and shark) cartilage, hyaluronic acid can be obtained from chicken crest, etc., or heparin can be obtained from porcine small intestinal mucosa. In addition, for example, squid, such as green squid, squid, cuttlefish, squid, squid, squid, squid, squid, squid, squid, squid, etc. Other inedible parts), cattle, pigs, horses, goats, sheep and other livestock and poultry organs (eg liver, intestines, airways) and other parts (eg nasal cartilage cartilage, eyeballs, skin, etc.) In particular, chondroitin sulfate and other polysaccharides can also be obtained from chicken cartilage (eg breast cartilage, articular cartilage, etc.) or fish cartilage. Furthermore, for example, polysaccharides such as beta glucan can be obtained from basidiomycetes such as Agaricus and Sarnococcus.

〔６−１．準備工程〕
抽出装置２では、外槽１０の温水循環室２６に温度調整媒体２８を充填する。温度調整媒体２８は、水、エチレングリコールが好適に利用できる。また、内槽４６を外槽１０に装入し、内槽４６を外槽１０に対して固定する。このとき、内槽４６は、所望の開口率に応じて、外側バスケット４８に対する内側バスケット５０の位置を固定しておく。次に、内槽４６に処理対象である天然材料（処理材料）１６０を投入する。投入される天然材料１６０の大きさは、内槽４６の連通孔（開口面積）６４及びバスケット４８，５０の開口５６，６２よりも大きく、天然材料１６０が連通孔６４および開口５６，６２を通じて外部に流出することはない。また、内槽４６及び外槽１０の内側に、抽出溶媒１６２を投入する。抽出溶媒１６２としては水性溶媒が好ましく用いられ、例えば、水、中性付近の緩衝液（例えば、ｐＨ約５〜約９の酢酸緩衝液、リン酸カリウム緩衝液、リン酸ナトリウム緩衝液等）が例示されるがこれらに限らない。あるいは水性溶媒と有機溶媒（例えば、エタノール、アセトン等）との混合物を抽出に用いてもよい。 [6-1. Preparation process)
In the extraction device 2, the temperature adjustment medium 28 is filled in the hot water circulation chamber 26 of the outer tub 10. As the temperature adjusting medium 28, water or ethylene glycol can be suitably used. Further, the inner tank 46 is charged into the outer tank 10, and the inner tank 46 is fixed to the outer tank 10. At this time, the inner tub 46 fixes the position of the inner basket 50 with respect to the outer basket 48 according to a desired opening ratio. Next, a natural material (processing material) 160 to be processed is put into the inner tank 46. The size of the natural material 160 to be charged is larger than the communication hole (opening area) 64 of the inner tank 46 and the openings 56 and 62 of the baskets 48 and 50, and the natural material 160 is externally connected through the communication hole 64 and the openings 56 and 62. Will not be leaked. Further, the extraction solvent 162 is put inside the inner tank 46 and the outer tank 10. As the extraction solvent 162, an aqueous solvent is preferably used. For example, water, a buffer near neutrality (for example, an acetate buffer having a pH of about 5 to about 9, a potassium phosphate buffer, a sodium phosphate buffer, etc.) is used. Although illustrated, it is not restricted to these. Alternatively, a mixture of an aqueous solvent and an organic solvent (for example, ethanol, acetone, etc.) may be used for extraction.

精製装置４では、ゲル濾過クロマトグラフィー用カラム１００にゲル濾過担体を充填しておく。ゲル濾過に用いる担体の種類、カラムのサイズ、溶出液の組成等、流速等の条件は、生体組織の由来、必要な多糖類の種類（および分子量や荷電状態等）、量、純度などの要因に応じて、当業者が適宜選択・決定することができる。これらの条件の選択・決定に際しては、必要な多糖類がゲル濾過担体にトラップされずに、あるいはほとんどトラップされずに素通し画分または高分子画分に溶出され、他の成分がゲル濾過担体にトラップされるようにする。本発明の方法に用いられるゲル濾過担体としては、デキストラン、アガロース、ポリアクリルアミド、ガラスビーズ等がある。具体例としては、各種セファロース、各種セファデックス、各種セファクリル、各種トヨパール、各種スーパーデックス、各種スーパーロース等がある。また、ゲル濾過工程に用いる展開液を容器１３４に充填する。展開液としては、水、中性付近の緩衝液（例えばｐＨ約５〜約９の酢酸緩衝液、リン酸カリウム緩衝液、リン酸ナトリウム緩衝液等）などが例示されるがこれらに限らない。また、ゲル濾過担体と多糖類との相互作用を調節するために食塩等の塩類を展開液に添加してもよい。 In the purification device 4, the gel filtration chromatography column 100 is filled with a gel filtration carrier. Conditions such as the type of carrier used for gel filtration, column size, eluate composition, flow rate, etc. are factors such as the origin of living tissue, the type of polysaccharide required (and molecular weight, charged state, etc.), quantity, and purity. Depending on the situation, those skilled in the art can appropriately select and determine. In selecting and determining these conditions, the necessary polysaccharides are eluted in the flow-through fraction or polymer fraction with little or no trapping on the gel filtration support, and other components are added to the gel filtration support. Be trapped. Examples of the gel filtration carrier used in the method of the present invention include dextran, agarose, polyacrylamide, and glass beads. Specific examples include various types of Sepharose, various types of Sephadex, various types of Sephacryl, various types of Toyopearl, various types of Superdex, various types of Superrose, and the like. Moreover, the developing solution used for the gel filtration process is filled in the container 134. Examples of the developing solution include, but are not limited to, water, a neutral buffer solution (for example, an acetate buffer solution having a pH of about 5 to about 9, a potassium phosphate buffer solution, a sodium phosphate buffer solution, and the like). Further, a salt such as sodium chloride may be added to the developing solution in order to adjust the interaction between the gel filtration carrier and the polysaccharide.

また、イオン交換クロマトグラフィー用カラム１０２にイオン交換体を充填しておく。イオン交換体は、必要な多糖類の種類、必要とされる純度、原料の種類や量、必要とされる多糖類の収量などを考慮して、適宜選択することができる。イオン交換体は様々なものが市販されており、それらから選択することもできる。陰イオン交換体としては、ダウエックス、アンバーライト、ムロマックなどの陰イオン交換樹脂、ハイドロタルサイト、キトパール”ベーシック”、ＤＥＡＥ−キトパール、ＣａｐｔｏＱ、ＭｏｎｏＱ、ＳＡＸ、イグゼなどの陰イオン交換体、ＤＥＡＥ−セルロース、ＤＥＡＥ−セファデックスなどの陰イオン交換セルロースなどが挙げられ、市販もされている。硫酸基を有する多糖類の分離・精製には弱陰イオン交換体を用いることができ、例えば、ＤＥＡＥ−セルロース、ＤＥＡＥ−セファデックス、ダウエックスなどの陰イオン交換体を用いることができる。イオン交換クロマトグラフィー工程において、目的の多糖類を精製するためには、通常、目的の多糖類をイオン交換体に吸着させておいて、その後、例えば溶離液のイオン強度を上昇させる等の手法により目的の多糖類をイオン交換体から溶出させる。イオン強度の上昇法としては、ステップワイズ法、グラジエント法などがある。また、目的の多糖類を吸着しない、逆の電荷を有するイオン交換体によるクロマトグラフィー工程を用いることにより、目的の多糖類の純度をさらに高めることもできる。この目的には陽イオン交換体が好ましく用いられる。陽イオン交換体としては、ダウエックス、アンバーライト、ムロマックなどの陽イオン交換樹脂、ゼオライト、カルボキシル化キトパール、スルホン化キトパール、ＣａｐｔｏＳ、ＭｏｎｏＳ、ＳＣＸ、イグゼなどの陽イオン交換体などが挙げられ、市販もされている。本発明に用いるイオン交換クロマトグラフィー工程は、カラム式、バッチ式のいずれで行ってもよい。イオン交換クロマトグラフィー工程で使用するイオン交換体の選択、溶離液の種類、組成、各成分の濃度、ｐＨ、温度、流速などの条件の選択は、当業者が通常に行いうる範囲のことである。 Further, the ion exchange chromatography column 102 is filled with an ion exchanger. The ion exchanger can be appropriately selected in consideration of the type of polysaccharide required, the required purity, the type and amount of raw material, the required yield of polysaccharide, and the like. Various ion exchangers are commercially available, and can be selected from them. Examples of anion exchangers include anion exchange resins such as Dowex, Amberlite and Muromac, hydrotalcite, chitopearl “basic”, DEAE-chitopearl, Capto Q, Mono Q, SAX, and Exe. Examples include anion-exchange cellulose such as DEAE-cellulose and DEAE-Sephadex, which are also commercially available. A weak anion exchanger can be used for separation and purification of a polysaccharide having a sulfate group, and for example, an anion exchanger such as DEAE-cellulose, DEAE-Sephadex, and Dowex can be used. In order to purify the target polysaccharide in the ion exchange chromatography step, the target polysaccharide is usually adsorbed on the ion exchanger, and then the ionic strength of the eluent is increased. The desired polysaccharide is eluted from the ion exchanger. Examples of the method for increasing the ionic strength include a stepwise method and a gradient method. Moreover, the purity of the target polysaccharide can be further increased by using a chromatography step with an ion exchanger having an opposite charge that does not adsorb the target polysaccharide. For this purpose, a cation exchanger is preferably used. Examples of the cation exchanger include cation exchange resins such as Dowex, Amberlite and Muromac, and cation exchangers such as zeolite, carboxylated chitopearl, sulfonated chitopearl, Capto S, Mono S, SCX, and Exe. It is also commercially available. The ion exchange chromatography step used in the present invention may be performed by either a column type or a batch type. Selection of the ion exchanger used in the ion exchange chromatography process, the type of eluent, the composition, the concentration of each component, pH, temperature, flow rate, and other conditions are within the normal range of ordinary skill in the art. .

〔６−２．抽出工程〕
処理する天然材料（処理材料）１６０に応じて、制御装置８における入力部１４８を通じて、外槽１０の温水循環室２６に貯蔵されている温度調整媒体２８の設定温度、モータ４０の正逆回転時間（正方向の回転時間と逆方向の回転時間）、モータ４０の駆動時間を設定する。設定された条件は、ＲＡＭ１４４に記憶される。設定温度、回転時間、駆動時間は各処理材料に応じて決めておき、その決められた設定温度等を制御装置８のＲＯＭ１４２に記憶し、入力部１４８から処理材料の種類を入力するだけで、設定温度等が自動的に設定されるようにしてもよい。 [6-2. (Extraction process)
Depending on the natural material (process material) 160 to be processed, the set temperature of the temperature adjusting medium 28 stored in the hot water circulation chamber 26 of the outer tub 10 and the forward / reverse rotation time of the motor 40 through the input unit 148 in the control device 8. The drive time of the motor 40 is set (rotation time in the reverse direction with respect to the forward rotation time). The set conditions are stored in the RAM 144. The set temperature, rotation time, and drive time are determined according to each processing material, the determined setting temperature and the like are stored in the ROM 142 of the control device 8, and the type of the processing material is simply input from the input unit 148. The set temperature or the like may be set automatically.

必要な条件の入力が完了すると、制御装置８のＣＰＵ１４０は、入力された条件をもとに、出力部１５０を介して加熱器３２と循環ポンプ３８を駆動し、外槽１０の温水循環室２６と循環パイプ３６で温度調整媒体２８を循環しながら、温度検出器３０の出力（温度調整媒体２８の温度）をもとに温度調整媒体２８の温度を調整する。なお、抽出工程における温度調整媒体２８の温度は一定である必要はなく、例えばＲＯＭ１４２又はＲＡＭ１４４に入力された温度管理プログラム（図示せず）に基づいて、各段階で設定温度を変更してもよい。 When the input of necessary conditions is completed, the CPU 140 of the control device 8 drives the heater 32 and the circulation pump 38 via the output unit 150 based on the input conditions, and the hot water circulation chamber 26 of the outer tub 10. While the temperature adjusting medium 28 is circulated through the circulation pipe 36, the temperature of the temperature adjusting medium 28 is adjusted based on the output of the temperature detector 30 (the temperature of the temperature adjusting medium 28). Note that the temperature of the temperature adjustment medium 28 in the extraction process does not need to be constant. For example, the set temperature may be changed at each stage based on a temperature management program (not shown) input to the ROM 142 or the RAM 144. .

ＣＰＵ１４０はまた、モータ４０の回転方向を正方向と逆方向に交互に切り換え、内槽４６を正方向と逆方向に交互に回転する。これにより、内槽４６に収容されている天然材料１６０は、内槽４６に設けた撹拌羽根７８によって攪拌されて抽出溶媒１６２と十分に接触し、天然高分子の抽出が良好に行われる。 The CPU 140 also switches the rotation direction of the motor 40 alternately between the forward direction and the reverse direction, and rotates the inner tank 46 alternately in the forward direction and the reverse direction. Thereby, the natural material 160 accommodated in the inner tank 46 is stirred by the stirring blade 78 provided in the inner tank 46 and is sufficiently brought into contact with the extraction solvent 162, so that the natural polymer is extracted well.

正方向の回転時間と逆方向の回転時間（回転持続時間）は任意に決定できる。例えば、入力部１４８を通じて入力することもできるし、処理材料に適した回転時間を予めＲＯＭ１４２に記憶しておき、その情報に基づいてＣＰＵ１４０がモータ４０の駆動を制御してもよい。正方向（又は逆方向）の回転とそれに続く逆方向（又は正方向）の回転との間には、所定の休止時間を設けてもよい。この場合、まず正方向（又は逆方向）の回転により、内槽４６内の抽出溶媒１６２は遠心力によって径方向外側に移動し、内槽４６の連通孔６４を介して内槽４６の外側に移動する。同様に、処理材料も遠心力を受けて、内槽４６の周壁近傍に集まる。次に、正方向（又は逆方向）の回転を停止すると、内槽４６の外側に移動していた抽出溶媒１６２が内槽４６の連通孔６４を通じて内槽４６の内側に移動する。その結果、この抽出溶媒１６２の移動によって、内槽４６の周壁近傍に集まっていた天然材料１６０が分散し、各処理材料片は効果的に抽出溶媒１６２と接触し、天然高分子の抽出が促進される。 The rotation time in the forward direction and the rotation time in the reverse direction (rotation duration) can be arbitrarily determined. For example, it can be input through the input unit 148, or a rotation time suitable for the processing material can be stored in the ROM 142 in advance, and the CPU 140 can control the driving of the motor 40 based on the information. A predetermined pause time may be provided between the rotation in the forward direction (or the reverse direction) and the subsequent rotation in the reverse direction (or the forward direction). In this case, first, the extraction solvent 162 in the inner tank 46 is moved radially outward by centrifugal force due to rotation in the forward direction (or the reverse direction), and is moved to the outside of the inner tank 46 through the communication hole 64 of the inner tank 46. Moving. Similarly, the processing material also receives centrifugal force and gathers in the vicinity of the peripheral wall of the inner tank 46. Next, when the rotation in the forward direction (or the reverse direction) is stopped, the extraction solvent 162 that has moved to the outside of the inner tank 46 moves to the inside of the inner tank 46 through the communication hole 64 of the inner tank 46. As a result, the movement of the extraction solvent 162 disperses the natural material 160 gathered in the vicinity of the peripheral wall of the inner tank 46, and each processing material piece effectively comes into contact with the extraction solvent 162, thereby promoting the extraction of the natural polymer. Is done.

天然材料１６０と抽出溶媒１６２の攪拌は所定時間行われる。この時間は、入力部１４８で設定された時間である。代わりに、処理材料に適した回転時間を予めＲＯＭ１４２に記憶しておき、その情報に基づいてＣＰＵ１４０がモータ４０の駆動時間（全攪拌時間）を制御してもよい。 Stirring of the natural material 160 and the extraction solvent 162 is performed for a predetermined time. This time is a time set by the input unit 148. Instead, the rotation time suitable for the processing material may be stored in the ROM 142 in advance, and the CPU 140 may control the driving time (total stirring time) of the motor 40 based on the information.

攪拌時間は、天然材料及び抽出すべき天然高分子に応じて異なる。参考までに、イカ皮からコンドロイチン硫酸を抽出する場合、抽出溶媒を室温状態に維持しながら約１２時間攪拌する。うろこからコラーゲンを抽出する場合、抽出溶媒を約１００℃に維持しながら約２〜３時間攪拌する。椎茸からベータグルカンを抽出する場合、抽出溶媒を約１００℃に維持しながら約１２時間攪拌する。 The stirring time varies depending on the natural material and the natural polymer to be extracted. For reference, when chondroitin sulfate is extracted from squid skin, it is stirred for about 12 hours while maintaining the extraction solvent at room temperature. When extracting collagen from the scale, the mixture is stirred for about 2 to 3 hours while maintaining the extraction solvent at about 100 ° C. When extracting beta-glucan from shiitake, it is stirred for about 12 hours while maintaining the extraction solvent at about 100 ° C.

〔６−３．排出・乾燥工程〕
所定時間の攪拌が終了すると、ＣＰＵ１４０がモータ４０を停止する。次に、電磁弁１０８，１１０を操作し、ポンプ１１２を駆動し、天然高分子を含む抽出溶媒１６２をゲル濾過クロマトグラフィー用カラム１００に送る。天然材料１６０の間に残留する天然高分子を完全に排出するために、抽出溶媒１６２の排出中もモータ４０の回転は維持することが好ましい。このとき、モータ４０の回転数は、抽出工程におけるモータ４０の回転数よりも大きく設定し、内槽４６を高速回転することが更に好ましい。高速回転時間は、入力部１４８から入力してもよいし、予めＲＯＭ１４２に記憶しておいてもよい。排出が完了した後、ＣＰＵ１４０がモータ４０を所定時間駆動し、内槽４６に残留する材料を乾燥することもできる。抽出された天然高分子を含む抽出溶媒１６２が完全にカラム１００に送られると、ＣＰＵ１４０はポンプ１１２を停止し、電磁弁１０８，１１０を閉じる。その後、外槽１０と内槽４６を洗浄する場合、電磁弁１０８を操作し、洗浄水を廃水容器１３２に導く。 [6-3. (Discharge / drying process)
When stirring for a predetermined time is completed, the CPU 140 stops the motor 40. Next, the solenoid valves 108 and 110 are operated, the pump 112 is driven, and the extraction solvent 162 containing the natural polymer is sent to the column 100 for gel filtration chromatography. In order to completely discharge the natural polymer remaining between the natural materials 160, it is preferable to maintain the rotation of the motor 40 during the discharge of the extraction solvent 162. At this time, it is more preferable that the rotation speed of the motor 40 is set larger than the rotation speed of the motor 40 in the extraction step, and the inner tank 46 is rotated at a high speed. The high speed rotation time may be input from the input unit 148 or may be stored in the ROM 142 in advance. After the discharge is completed, the CPU 140 can drive the motor 40 for a predetermined time to dry the material remaining in the inner tank 46. When the extraction solvent 162 containing the extracted natural polymer is completely sent to the column 100, the CPU 140 stops the pump 112 and closes the solenoid valves 108 and 110. Thereafter, when the outer tub 10 and the inner tub 46 are cleaned, the electromagnetic valve 108 is operated to guide the cleaning water to the waste water container 132.

〔６−４．精製（ゲル濾過クロマトグラフィー）工程〕
精製（ゲル濾過クロマトグラフィー）工程では、カラム１００に送られた抽出溶媒１６２及び天然高分子をゲル濾過クロマトグラフィーに供し、その素通し画分または高分子画分を得る。このとき、ＣＰＵ１４０は電磁弁１１０を操作し、ポンプ１１２を駆動し、容器１３４から展開液をカラム１００に供給する。その結果、カラム１００の中では、必要な多糖類がゲル濾過担体にトラップされずに、あるいはほとんどトラップされずに素通し画分または高分子画分に溶出され、他の成分がゲル濾過担体にトラップされる。 [6-4. Purification (gel filtration chromatography) step]
In the purification (gel filtration chromatography) step, the extraction solvent 162 and the natural polymer sent to the column 100 are subjected to gel filtration chromatography to obtain a pass-through fraction or a polymer fraction. At this time, the CPU 140 operates the electromagnetic valve 110, drives the pump 112, and supplies the developing solution from the container 134 to the column 100. As a result, in the column 100, the necessary polysaccharide is eluted in the pass-through fraction or polymer fraction with little or no trapping on the gel filtration carrier, and other components are trapped on the gel filtration carrier. Is done.

クロマトグラフィー条件の選択において、好ましくは、目的とする多糖類が、送液開始後、ゲル濾過担体の総ベッド体積の約１３〜約３３％までの画分に溶出されるように、さらに好ましくはゲル濾過担体の総ベッド体積の約２０％までの画分中に溶出されるように、ゲル濾過クロマトグラフィー条件を選択する。したがって、本明細書において、「素通し画分または高分子画分」とは、試料の粘度や試料に含まれる多糖の種類、所望多糖の分子量、使用担体の種類などにもよるが、通常、担体の総ベッド体積の約３３％までの溶出液中に得られる画分をいう。例えば、ゲル濾過担体の総ベッド体積の約１３％〜約２０％までの溶出液中に得られる画分を「素通し画分または高分子画分」として集めて、多糖類を得てもよい。 In the selection of the chromatography conditions, more preferably, the target polysaccharide is more preferably eluted in a fraction of about 13 to about 33% of the total bed volume of the gel filtration carrier after the start of liquid feeding. Gel filtration chromatography conditions are selected to elute in fractions up to about 20% of the total bed volume of the gel filtration support. Therefore, in the present specification, the “through fraction or polymer fraction” refers to the viscosity of the sample, the type of polysaccharide contained in the sample, the molecular weight of the desired polysaccharide, the type of carrier used, etc. Refers to the fraction obtained in the eluate of up to about 33% of the total bed volume. For example, the fraction obtained in the eluate of about 13% to about 20% of the total bed volume of the gel filtration carrier may be collected as a “through-through fraction or polymer fraction” to obtain a polysaccharide.

ゲル濾過クロマトグラフィーからの画分中の多糖類の検出・確認には、種々の公知方法を用いることができ、例えば、カルバゾール法、ジメチルフェノール法、フェノール硫酸法、紫外吸収測定法、屈折率測定法などを用いてもよい。 Various known methods can be used for detection and confirmation of polysaccharides in fractions from gel filtration chromatography, for example, carbazole method, dimethylphenol method, phenol sulfuric acid method, ultraviolet absorption measurement method, refractive index measurement. A method or the like may be used.

精製（ゲル濾過クロマトグラフィー）工程の間、ＣＰＵ１４０は電磁弁１１４を開き、カラム１００を通過した天然高分子を容器１３６に回収する。ただし、以下に説明する精製（イオン交換クロマトグラフィー）工程を行う場合、ＣＰＵ１４０は、電磁弁１１４，１１６を操作し、ポンプ１１８を駆動し、カラム１００からの天然高分子を更にイオン交換クロマトグラフィー用カラム１０２に送る。 During the purification (gel filtration chromatography) step, the CPU 140 opens the electromagnetic valve 114 and collects the natural polymer that has passed through the column 100 into the container 136. However, when performing the purification (ion exchange chromatography) step described below, the CPU 140 operates the solenoid valves 114 and 116 and drives the pump 118 to further use the natural polymer from the column 100 for ion exchange chromatography. Send to column 102.

本発明者が行った実験では、ゲル濾過クロマトグラフィーにより、ニワトリ胸軟骨から純度１００％のコンドロイチン硫酸、また、イカ皮から純度６８％のコンドロイチン硫酸を得た。 In experiments conducted by the present inventors, 100% pure chondroitin sulfate was obtained from chicken breast cartilage and 68% pure chondroitin sulfate was obtained from squid skin by gel filtration chromatography.

〔６−５．精製（イオン交換クロマトグラフィー）工程〕
精製（イオン交換クロマトグラフィー）工程では、目的の多糖類を精製するため、通常、カラム１０２の中で目的の多糖類をイオン交換体に吸着させ、その後、例えば溶離液のイオン強度を上昇させる等の手法により目的の多糖類をイオン交換体から溶出させる。本発明者が行った実験では、ニワトリ膝軟骨由来の粗コンドロイチン硫酸の純度が４０％から１００％に上昇した。 [6-5. Purification (ion exchange chromatography) process]
In the purification (ion exchange chromatography) step, in order to purify the target polysaccharide, the target polysaccharide is usually adsorbed to the ion exchanger in the column 102, and then, for example, the ionic strength of the eluent is increased. The target polysaccharide is eluted from the ion exchanger by the method described above. In experiments conducted by the present inventors, the purity of crude chondroitin sulfate derived from chicken knee cartilage increased from 40% to 100%.

ＣＰＵ１４０は、電磁弁１１４，１１６，１２２を操作し、イオン交換体から溶出した高純度天然高分子を容器１３６に導く。 The CPU 140 operates the solenoid valves 114, 116, and 122 to guide the high purity natural polymer eluted from the ion exchanger to the container 136.

精製工程が収容した後、カラム１００，１０２を洗浄する場合、入力部１４８からの指令に基づいて、電磁弁１２２を操作して、洗浄液（廃水）を容器１３８に導く。 When the columns 100 and 102 are washed after the purification process is accommodated, the electromagnetic valve 122 is operated based on a command from the input unit 148 to guide the washing liquid (waste water) to the container 138.

このように、上述した抽出・精製システム１によれば、制御装置８によって全ての装置（モータ４０、ポンプ３８、電磁弁）の操作を自動化することができる。特に、ゲル濾過は分子量の差を利用するために再生工程が不要であることから、抽出から精製（ゲル濾過クロマトグラフィー）までの工程を完全に自動化できるため、大量の天然試料をほぼ連続的に処理して大量の天然高分子を得ることができる。また、天然材料の種類に応じて最適の抽出・精製条件を得ることができる。 Thus, according to the extraction / purification system 1 described above, the operation of all devices (motor 40, pump 38, solenoid valve) can be automated by the control device 8. In particular, since gel filtration uses a difference in molecular weight and does not require a regeneration step, the process from extraction to purification (gel filtration chromatography) can be completely automated, so a large amount of natural samples can be obtained almost continuously. A large amount of natural polymer can be obtained by treatment. Moreover, optimal extraction / purification conditions can be obtained according to the type of natural material.

また、食品あるいは食品添加物のように高い純度を必要としない場合、ゲル濾過精製のみで十分対応できる。他方、医薬品のように高純度を要求する場合は、イオン交換カラムとの併用で高純度品に精製できる Moreover, when high purity is not required like a foodstuff or a food additive, it can fully respond only by gel filtration refinement | purification. On the other hand, when high purity is required like a pharmaceutical product, it can be purified to a high-purity product in combination with an ion exchange column.

さらに、上述の抽出・精製システムは、多糖類の抽出に限らず、タンパク質の抽出にも使用でき、その際、上述のように抽出から精製までの工程を自動的に且つ連続的に行うことができる。 Furthermore, the above-described extraction / purification system can be used not only for polysaccharide extraction but also for protein extraction. In this case, the steps from extraction to purification can be performed automatically and continuously as described above. it can.

さらにまた、上述の抽出・精製システムでは、内槽４６を２つのバスケット（外側バスケット４８と内側バスケット５０）で構成したが、一つのバスケットで構成した抽出・精製システムも本発明に含まれる。 Furthermore, in the above-described extraction / purification system, the inner tank 46 is composed of two baskets (the outer basket 48 and the inner basket 50), but an extraction / purification system composed of one basket is also included in the present invention.

本発明に係る抽出・精製システムの概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the extraction / purification system which concerns on this invention. 抽出装置の断面図。Sectional drawing of an extracting device. 抽出装置の平面図。The top view of an extracting device. 図２に示す抽出装置の内槽の分解斜視図。The disassembled perspective view of the inner tank of the extraction apparatus shown in FIG. 図２に示す内槽の部分拡大断面図。The partial expanded sectional view of the inner tank shown in FIG. 図２に示す内槽の開口率を調整する手段を示す斜視図。The perspective view which shows the means to adjust the aperture ratio of the inner tank shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１：抽出・精製システム
２：抽出装置
４：精製装置
６：輸送装置
８：自動制御装置
１０：外槽
１２：床
１４：中心軸
１６：外側円筒部
１８：内側円筒部
２０：底板
２２：底板
２４：環状板部
２６：内部空間
２８：温度調整媒体
３０：温度検出器
３２：加熱器
３４：循環手段
３６：循環パイプ
３８：ポンプ
４０：モータ
４２：駆動軸
４４：隔壁
４６：内槽
４８：外側バスケット
５０：内側バスケット
５２：円筒部
５４：底部
５６：外側開口
５８：円筒部
６０：底部
６２：内側開口
６４：連通孔
６６：開口率調整手段
６８：環状板
７０：環状板
７８：攪拌羽根
８０：ガイド手段
１４０：ＣＰＵ
１６０：天然材料
１６２：抽出溶媒 1: Extraction / purification system 2: Extraction device 4: Purification device 6: Transport device 8: Automatic control device 10: Outer tub 12: Floor 14: Center shaft 16: Outer cylindrical portion 18: Inner cylindrical portion 20: Bottom plate 22: Bottom plate 24: annular plate part 26: internal space 28: temperature adjusting medium 30: temperature detector 32: heater 34: circulation means 36: circulation pipe 38: pump 40: motor 42: drive shaft 44: partition 46: inner tank 48: Outer basket 50: Inner basket 52: Cylindrical portion 54: Bottom portion 56: Outer opening 58: Cylindrical portion 60: Bottom portion 62: Inner opening 64: Communication hole 66: Opening ratio adjusting means 68: Annular plate 70: Annular plate 78: Stirring blade 80: Guide means 140: CPU
160: Natural material 162: Extraction solvent

Claims

天然材料（１６０）と抽出溶媒（１６２）の混合物を攪拌しつつ上記天然材料（１６０）に含まれる天然高分子化合物を抽出する抽出装置（２）と、上記抽出装置（２）で抽出された天然高分子化合物を精製する精製装置（４）とを備えた、抽出・精製システムであって、上記抽出装置（２）は、
抽出溶媒（１６２）を収容する外槽（１０）と、
上記抽出溶媒（１６２）が通過できる複数の連通孔（６４）を備えており、天然材料（１６０）を収容して上記外槽（１０）の内側に上記外槽（１０）と同心的に固定される内槽（４６）と、
上記外槽（１０）に固定された上記内槽（４６）を正逆回転する回転手段（４０）と、
上記内槽（４６）の開口率を調整する開口率調整手段（６６）を備えており、
上記回転手段（４０）は、上記外槽（１０）の内側に突出して上記内槽（４６）に着脱自在に連結されたモータ駆動軸（４２）を備えており、
上記開口率調整手段（６６）は、
（ａ）上記内槽（４６）を、外側バスケット（４８）と、上記外側バスケット（４８）の内側に配置される内側バスケット（５０）で構成し、
（ｂ）上記外側バスケット（４８）には複数の外側開口（５６）を形成し、上記内側バスケット（５０）には複数の内側開口（６２）を形成し、
（ｃ）上記内側バスケット（５０）を上記外側バスケット（４８）の内側に配置した状態で、上記外側開口（６２）の少なくとも一部が上記内側開口（５６）の少なくとも一部と重なり合って上記複数の連通孔（６４）を形成しており、
（ｄ）上記外側バスケット（４８）に対する上記内側バスケット（５０）の相対的な位置を変えることによって上記内槽（５０）の開口率が調整できるように構成されており、
上記精製装置（４）はゲル濾過クロマトグラフィー用カラム（１００）を備えていることを特徴とする抽出・精製システム。 The extraction device (2) for extracting the natural polymer compound contained in the natural material (160) while stirring the mixture of the natural material (160) and the extraction solvent (162), and the extraction device (2) An extraction / purification system comprising a purification device (4) for purifying a natural polymer compound, wherein the extraction device (2) comprises:
An outer tank (10) containing the extraction solvent (162);
It has a plurality of communication holes (64) through which the extraction solvent (162) can pass, accommodates the natural material (160), and is concentrically fixed to the outer tank (10) inside the outer tank (10). An inner tank (46) to be
Rotating means (40) for rotating the inner tank (46) fixed to the outer tank (10) forward and backward ,
An opening ratio adjusting means (66) for adjusting the opening ratio of the inner tank (46);
The rotating means (40) includes a motor drive shaft (42) protruding inward of the outer tub (10) and detachably connected to the inner tub (46) .
The aperture ratio adjusting means (66)
(A) The inner tank (46) is composed of an outer basket (48) and an inner basket (50) disposed inside the outer basket (48),
(B) forming a plurality of outer openings (56) in the outer basket (48), forming a plurality of inner openings (62) in the inner basket (50);
(C) With the inner basket (50) disposed inside the outer basket (48), at least a part of the outer opening (62) overlaps at least a part of the inner opening (56), Communication hole (64) is formed,
(D) The opening ratio of the inner tub (50) can be adjusted by changing the relative position of the inner basket (50) with respect to the outer basket (48).
The said refiner | purifier (4) is equipped with the column (100) for gel filtration chromatography, The extraction and purification system characterized by the above-mentioned .

上記開口率調整手段（６６）は、上記回転手段（４０）の回転軸（４２）を中心として、上記外側バスケット（４８）に対して上記内側バスケット（５０）を相対的に回転することによって、上記内槽（４６）の開口率が調整できるようにしてあることを特徴とする請求項１の抽出・精製システム。The aperture ratio adjusting means (66) rotates the inner basket (50) relative to the outer basket (48) around the rotation axis (42) of the rotating means (40), The extraction / purification system according to claim 1, wherein the opening ratio of the inner tank (46) is adjustable.

上記開口率調整手段（６６）は、上記回転手段（４０）の回転軸（４２）の中心軸に沿って、上記外側バスケット（４８）に対して上記内側バスケット（５０）を相対的に移動することによって、上記内槽（４６）の開口率が調整できるようにしてあることを特徴とする請求項１の抽出・精製システム。The aperture ratio adjusting means (66) moves the inner basket (50) relative to the outer basket (48) along the central axis of the rotating shaft (42) of the rotating means (40). The extraction / purification system according to claim 1, wherein the opening ratio of the inner tank (46) can be adjusted.

上記開口率調整手段（６６）は、予め決められた複数の開口率に対応して、上記外側バスケット（４８）に対して上記内側バスケット（５０）を固定する固定手段（７４ａ〜７４ｅ，７６）を備えていることを特徴とする請求項２又は３の抽出・精製システム。The opening ratio adjusting means (66) is a fixing means (74a to 74e, 76) for fixing the inner basket (50) to the outer basket (48) corresponding to a plurality of predetermined opening ratios. The extraction / purification system according to claim 2 or 3, further comprising:

上記抽出・精製システムは制御手段（８）を備えており、The extraction / purification system includes a control means (8),
上記制御手段（８）は、上記内槽（４６）を正方向に回転する時間と逆方向に回転する時間を調整する調整手段（１４０，１４２，１４８）を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの抽出・精製システム。The said control means (8) is equipped with the adjustment means (140,142,148) which adjusts the time which rotates the said inner tank (46) in the forward direction and the reverse direction. Item 5. The extraction / purification system according to any one of Items 1 to 4.

上記抽出装置はまた、上記外槽に収容された抽出溶媒の温度を調整するために、The extraction device also adjusts the temperature of the extraction solvent contained in the outer tank.
上記外槽に形成された温度調整媒体収容室（２６）と、A temperature control medium accommodation chamber (26) formed in the outer tub;
上記温度調整媒体収容室（２６）に収容された媒体（２８）と、A medium (28) accommodated in the temperature adjusting medium accommodation chamber (26);
上記温度調整媒体収容室（２６）を介して上記媒体を循環させる循環手段（３８）と、A circulating means (38) for circulating the medium through the temperature adjusting medium storage chamber (26);
上記媒体（２８）の温度を検出する温度検出器（３０）と、A temperature detector (30) for detecting the temperature of the medium (28);
上記媒体（２８）を加熱する加熱器（３２）と、A heater (32) for heating the medium (28);
上記加熱器（３２）を制御する加熱器制御手段（１４０）を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの抽出・精製システム。The extraction / purification system according to any one of claims 1 to 5, further comprising a heater control means (140) for controlling the heater (32).

上記抽出・精製システムはまた、The above extraction and purification system is also
上記抽出装置（２）と上記精製装置（４）を連結し、上記抽出装置（２）で抽出された天然高分子化合物を含む抽出溶媒（１６２）を上記精製装置（４）に輸送するための輸送配管（１０４）と、The extraction device (2) and the purification device (4) are connected to transport the extraction solvent (162) containing the natural polymer compound extracted by the extraction device (2) to the purification device (4). Transport piping (104);
上記輸送配管（１０４）に設けられたポンプ（１１２）と、A pump (112) provided in the transport pipe (104);
上記抽出装置（２）における抽出処理が終了した後、上記ポンプ（１１２）を駆動して、上記抽出装置（２）から上記精製装置（４）に上記抽出溶媒（１６２）を自動的に輸送する輸送制御手段（１４０）を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかの抽出・精製システム。After the extraction process in the extraction device (2) is completed, the pump (112) is driven to automatically transport the extraction solvent (162) from the extraction device (2) to the purification device (4). The extraction / purification system according to any one of claims 1 to 6, further comprising transport control means (140).

上記精製装置（４）は、イオン交換クロマトグラフィー用カラム（１０２）を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかの抽出・精製システム。The extraction / purification system according to any one of claims 1 to 7, wherein the purification device (4) has an ion exchange chromatography column (102).