JP6225321B1 - ポリ硫酸ペントサンの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、製造コストが低減されたポリ硫酸ペントサンの製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】本発明は、植物由来原料を解重合し酸性キシロオリゴ糖を得る第１工程と、酸性キシロオリゴ糖を硫酸化する第２工程と、を含むポリ硫酸ペントサンの製造方法に関する。第１工程は、加熱処理工程、アルカリ処理工程及び酵素処理工程から選択される少なくともいずれかを含むことが好ましい。【選択図】図１

Description

本発明は、ポリ硫酸ペントサンの製造方法に関する。

従来、血栓症や骨関節症等の治療薬としてヘパリンが用いられている。しかし、ヘパリンは牛や豚などの動物性器官から分離される物質であるため、品質管理上の難しさがある。また、宗教上の倫理観などにより、治療の際にその使用が躊躇される場合がある。このため、ヘパリンに替わる動物由来成分フリーの代替治療薬の開発が求められている。

ヘパリンに替わる物質としては、例えば、ポリ硫酸ペントサンが知られている。ポリ硫酸ペントサンは植物由来の酸性キシロオリゴ糖を硫酸化することで得られる。このようなポリ硫酸ペントサンは、動物由来成分フリーの物質であることから、ヘパリンに替わる治療薬としてその応用が期待されている（例えば、特許文献１及び２）。

特許文献１及び２には、キシランを硫酸化する工程を含むポリ硫酸ペントサンを製造する方法が開示されている。しかし、いずれの文献においても出発原料となるキシランをどのように得ているのかについて、その詳細な説明がなされていない。

国際公開第２０１０／００００１３号公報 特公昭４８−０４３１００号公報

ポリ硫酸ペントサンを製造する場合、製造工程を効率化し、コストの低減を図ることは重要な課題の一つである。
そこで本発明者らは、ポリ硫酸ペントサンをより安価で提供するべく、製造工程を効率化したポリ硫酸ペントサンの製造方法を提供することを目的として検討を進めた。

上記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本発明者らは、ポリ硫酸ペントサンの製造方法において、植物由来原料を解重合し酸性キシロオリゴ糖を得る第１工程と、酸性キシロオリゴ糖を硫酸化する第２工程と、を設けることによりポリ硫酸ペントサンの製造工程を大幅に効率化し得ることを見出した。
具体的に、本発明は、以下の構成を有する。

［１］ 植物由来原料を解重合し酸性キシロオリゴ糖を得る第１工程と、酸性キシロオリゴ糖を硫酸化する第２工程と、を含むポリ硫酸ペントサンの製造方法。
［２］ 第１工程は、加熱処理工程、アルカリ処理工程及び酵素処理工程から選択される少なくともいずれかを含む［１］に記載のポリ硫酸ペントサンの製造方法。
［３］ 第１工程は、加熱処理工程を含む［１］又は［２］に記載のポリ硫酸ペントサンの製造方法。
［４］ 植物由来原料は、木材由来原料である［１］〜［３］のいずれかに記載のポリ硫酸ペントサンの製造方法。
［５］ 第１工程と、第２工程の間に、分子量調整工程をさらに含む［１］〜［４］のいずれかに記載のポリ硫酸ペントサンの製造方法。
［６］ 分子量調整工程の後に、分子量調整後分離精製工程をさらに含む［５］に記載のポリ硫酸ペントサンの製造方法。
［７］ 第２工程は、硫酸化の後に、硫酸化後精製工程をさらに含む［１］〜［６］のいずれかに記載のポリ硫酸ペントサンの製造方法。
［８］ 第２工程は、硫酸化後精製工程の後に、粉末化する工程をさらに含む［７］に記載のポリ硫酸ペントサンの製造方法。
［９］ ［１］〜［８］のいずれかに記載の製造方法で製造されたポリ硫酸ペントサン。
［１０］ 抗凝固活性を有する［９］に記載のポリ硫酸ペントサン。
［１１］ ［９］又は［１０］に記載のポリ硫酸ペントサンを含む抗凝固剤。

本発明の製造方法によれば、ポリ硫酸ペントサンを効率良く製造することができる。本発明によれば、ポリ硫酸ペントサンの製造コストの低減が可能となるため、従来品と比較してより安価なポリ硫酸ペントサンを提供することができる。

図１は、ポリ硫酸ペントサンの製造工程を説明する図である。 図２は、ポリ硫酸ペントサンの製造工程を説明する図である。

以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。

（ポリ硫酸ペントサンの製造方法）
本発明は、植物由来原料を解重合し酸性キシロオリゴ糖を得る第１工程と、酸性キシロオリゴ糖を硫酸化する第２工程と、を含むポリ硫酸ペントサンの製造方法に関する。本発明においては、植物由来原料を解重合し酸性キシロオリゴ糖を得る第１工程と、第１工程で得られた酸性キシロオリゴ糖を硫酸化する第２工程をこの順で行うことにより、ポリ硫酸ペントサンを効率良く製造することができる。これにより、ポリ硫酸ペントサンの製造コストの低減が可能となり、より安価でポリ硫酸ペントサンを提供することができる。

ここで、ポリ硫酸ペントサンは、酸性キシロオリゴ糖の水酸基の少なくとも１つを硫酸化することで得られる化合物である。本明細書においては、ポリ硫酸ペントサンには、ポリ硫酸ペントサンの塩及びポリ硫酸ペントサンの溶媒和物も含まれる。すなわち、本発明の製造方法には、ポリ硫酸ペントサンの塩やポリ硫酸ペントサンの溶媒和物の製造方法も含まれる。ポリ硫酸ペントサン塩は、薬学的に許容される塩であることが好ましく、例えば、ポリ硫酸ペントサンナトリウム、ポリ硫酸ペントサンカリウム、ポリ硫酸ペントサンカルシウム等を挙げることができる。

ポリ硫酸ペントサンは、以下の一般式で表される構造を有するものである。なお、ポリ硫酸ペントサンは以下の一般式で表される構造を１つ含むものであってもよく、以下の一般式で表される構造を２つ以上含むものであってもよい。以下の一般式で表される構造を２つ以上含む場合、以下の構造は、ポリ硫酸ペントサンの繰り返し単位を表す構造となる。

ここで、上記一般式において、Ｒはそれぞれ独立に、水素原子、−ＣＯＣＨ₃、−ＳＯ₃Ｘ¹であり、少なくとも１つのＲは−ＳＯ₃Ｘ¹である。Ｘ¹は、水素原子又は一価もしくは二価の金属であり、水素原子、ナトリウム、カリウム又はカルシウムであることが好ましく、ナトリウム、カリウム又はカルシウムであることがより好ましく、ナトリウムであることが特に好ましい。Ｘは、水素原子又は一価もしくは二価の金属であり、ナトリウム、カリウム又はカルシウムであることが好ましく、ナトリウムであることが特に好ましい。また、ｎ１及びｎ２はそれぞれ独立に０以上３０以下の整数を表し、ｎ１及びｎ２の少なくとも一方は１以上の整数である。

本発明においては、ポリ硫酸ペントサンは、酸性キシロオリゴ糖を硫酸化することで得られる。ここで、酸性キシロオリゴ糖は、キシロオリゴ糖１分子中の少なくともいずれかのキシロース単位に、少なくとも１つのウロン酸が結合したものである。すなわち、酸性キシロオリゴ糖は、キシロオリゴ糖１分子中に少なくとも１つ以上のウロン酸残基を側鎖として有するものである。酸性キシロオリゴ糖１分子中に含まれるウロン酸残基の数は２以上であってもよいが、酸性キシロオリゴ糖１分子中に、ウロン酸残基は１つ含まれていることが好ましい。なお、酸性キシロオリゴ糖１分子当たりのウロン酸残基平均数は、１以上３以下であることが好ましく、１以上２以下であることがより好ましい。ここで、酸性キシロオリゴ糖１分子中に含まれるウロン酸残基の数は、カルバゾール硫酸法や四ホウ酸ナトリウムを使用した比色法で測定することができる。

硫酸化に供される酸性キシロオリゴ糖の平均重合度は、最終生成物として得られるポリ硫酸ペントサンの分子量によって適宜調整することが好ましい。

酸性キシロオリゴ糖の平均重合度は、酸性キシロオリゴ糖の全糖量を、還元糖量で除すことで算出することができる。全糖量を算出する際には、まず、酸性キシロオリゴ糖液を５０℃に保ち、１５０００ｒｐｍにて１５分間遠心分離を行う。その後、上清液の全糖量をフェノール硫酸法（「還元糖の定量法」学会出版センター発行）にて定量する。この際、使用する検量線はＤ−キシロース（和光純薬工業）を用いて作成する。また、還元糖量は、ソモジーネルソン法（「還元糖の定量法」学会出版センター発行）にて定量する。この際にも、使用する検量線はＤ−キシロース（和光純薬工業）を用いて作成する。

本発明において、酸性キシロオリゴ糖は、植物由来原料を解重合することで得られるものである。植物由来原料としては、例えば、木材由来原料、種子由来原料、穀物由来原料、果実由来原料等を挙げることができる。また、植物由来原料としては、コットンリンターやコットンリント等のコットン、ケナフや麻、ラミー、稲ワラ等の草本系植物等を用いることもできる。植物由来原料としては、上述した各由来原料を組み合わせて使用してもよい。

中でも、植物由来原料としては、木材由来原料を用いることが好ましい。木材由来原料としては、例えば、針葉樹や広葉樹のような木材原料を挙げることができる。木材由来原料としては、針葉樹及び広葉樹から選択される少なくとも１種を用いることが好ましく、広葉樹を用いることがより好ましい。なお、木材由来原料として、針葉樹と広葉樹を混合したものを用いてもよい。また、木材由来原料としては、樹皮を用いてもよい。

広葉樹としては、ブナ、ユーカリ・グロブラス、ユーカリ・グランディス、ユーカリ・ユーログランディス、ユーカリ・ペリータ、ユーカリ・ブラシアーナ、アカシア・メランシ等を挙げることができる。針葉樹としては、スギ、ヒノキ、マツ、ヒバ、ツガ等が挙げられる。

木材由来原料の容積重は、４５０ｋｇ／ｍ³以上７００ｋｇ／ｍ³以下であることが好ましく、５００ｋｇ／ｍ³以上６５０ｋｇ／ｍ³以下であることがより好ましい。木材由来原料の容積重を上記範囲内とすることにより、酸性キシロオリゴ糖の生産効率をより高めることができる。

木材由来原料は、上述した木材を破砕した木材チップであることが好ましい。植物由来原料として木材チップを用いることにより、植物由来原料の解重合を効率よく進めることができ、酸性キシロオリゴ糖の生産効率を高めることができる。

（第１工程）
＜解重合工程＞
本発明のポリ硫酸ペントサンの製造方法は、植物由来原料を解重合し酸性キシロオリゴ糖を得る第１工程を含む。図１に示されているように、本発明のポリ硫酸ペントサンの製造工程は、まず、第１工程として植物由来原料を解重合する工程を含む。植物由来原料を解重合する工程は、植物由来原料を化学的及び／又は物理的に分解し、酸性キシロオリゴ糖を生成する工程である。化学的及び／又は物理的に分解する工程としては、例えば、加熱処理工程、アルカリ処理工程、酸処理工程、酵素処理工程、イオン液体処理工程、触媒処理工程等が挙げられる。中でも、解重合する工程は、加熱処理工程、アルカリ処理工程及び酵素処理工程から選択される少なくともいずれかであることが好ましく、加熱処理工程であることがより好ましい。また、加熱処理工程は、加熱加圧工程であってもよい。

加熱処理工程は、植物由来原料を溶液の存在下で加熱する工程である。このような加熱処理工程では植物由来原料が加水分解されるため、加熱処理工程は加水分解処理工程や前加水分解処理工程と呼ばれることがある。加熱処理工程で用いる溶液は水であることが好ましく、植物由来原料に対する水の割合（質量比）は１：１〜１：１０であることが好ましい。植物由来原料に対する水の割合を上記範囲内とすることにより加水分解反応を効率よく進行させることができる。なお、加熱処理工程で用いられる水は、植物由来原料とは別に添加した水分であってもよいが、その一部は植物由来原料に元々含まれる水分であってもよい。

加熱処理工程では、植物由来原料と水の他に、他の薬品を添加してもよい。他の薬品としては、例えば、アルカリ、酸、キレート剤を挙げることができる。また、スケール防止剤や、ピッチコントロール剤、イオン液体といった多糖の解重合を直接的・間接的に補助する薬品を添加してもよい。

加熱処理工程は、植物由来原料を水の存在下で加熱する工程であるが、この際の加熱温度（液温）は、３０℃以上であることが好ましく、５０℃以上であることがより好ましく、７５℃以上であることがさらに好ましく、９０℃以上であることがよりさらに好ましく、１００℃以上であることが特に好ましく、１２０℃以上であることが最も好ましい。また、加熱温度（液温）は、３００℃以下であることが好ましく、２５０℃以下であることがより好ましく、２００℃以下であることがさらに好ましい。

加熱処理工程における処理時間は処理温度に応じて適宜決定することができる。処理時間は、例えば、５分以上であることが好ましく、１０分以上であることがより好ましく、２０分以上であることがさらに好ましい。なお、下記式で表されるＰファクターは加熱処理時の温度と時間の積でありＰファクターを好ましい範囲内に調整することが好ましい。

上記式において、ＰはＰファクターを表し、Ｔは絶対温度（℃＋２７３．５）を表し、ｔは加熱処理時間を表し、Ｋ_H1(T)／Ｋ₁₀₀℃はグリコシド結合の加水分解の相対速度を表す。

加熱処理工程では、Ｐファクターを２００以上とすることが好ましく、２５０以上とすることがより好ましく、３００以上とすることがさらに好ましい。なお、Ｐファクターは１０００以下であることが好ましい。加熱処理工程ではＰファクターを適宜調整することで酸性キシロオリゴ糖の平均重合度を所望の範囲内とすることができ、これにより、得られるポリ硫酸ペントサンの分子量を調整することができる。

加熱処理工程では、植物由来原料を含む溶液のｐＨは９以下であることが好ましく、８以下であることがより好ましく、７以下であることがさらに好ましい。すなわち、加熱処理工程は、非アルカリ性条件下で行うことが好ましい。なお、上記のｐＨの値は、加熱処理を行う前の溶液のｐＨである。

加熱処理工程では、原料由来の酸が解離し、少なくとも一部で酸加水分解が行われてもよい。植物原料由来の酸としては、例えば、酢酸やギ酸等の有機酸を挙げることができる。この場合、酸加水分解後の植物由来原料を含む溶液のｐＨはさらに低下することとなる。

本発明のポリ硫酸ペントサンの製造工程においては、最初の工程として加熱処理工程を設けることが好ましい。これにより、酸性キシロオリゴ糖の生産効率を高めることができ、さらにはポリ硫酸ペントサンの製造効率を高めることができる。最初の工程として加熱処理工程を設けることにより、従来法と比較して酸性キシロオリゴ糖を得るまでの工程数を大幅に削減することができる。また、最初の工程として非アルカリ性条件下で加熱処理工程を設けることにより、酸性キシロオリゴ糖にヘキセンウロン酸が置換することがなく、着色が抑制された酸性キシロオリゴ糖を効率よく生産することができる。

本発明においては、解重合工程は加熱処理工程であることが好ましいが、加熱処理工程以外の工程を採用することもできる。例えば、解重合工程が酵素処理工程である場合は、解重合工程は植物由来原料と酵素を混合する工程を含む。酵素としては、例えば、ヘミセルラーゼ等用いることができる。具体的には、商品名セルロシンＨＣ１００（エイチビィアイ社製）、商品名セルロシンＴＰ２５（エイチビィアイ社製）、商品名セルロシンＨＣ（エイチビィアイ社製）、商品名カルタザイム（クラリアント社製）、商品名エコパルプ（ローム・エンザイム社製）、商品名スミチーム（新日本化学工業社製）、パルプザイム（ノボノルディクス社製）、マルチフェクト７２０（ジェネンコア社）などの市販の酵素製剤や、トリコデルマ属、テルモミセス属、オウレオバシヂウム属、ストレプトミセス属、アスペルギルス属、クロストリジウム属、バチルス属、テルモトガ属、テルモアスクス属、カルドセラム属、テルモモノスポラ属などの微生物により生産されるキシラナーゼを使用することができる。

酵素処理工程では、植物由来原料と水を混合した溶液に酵素を添加する。この際の溶液の温度は、１０℃以上９０℃以下であることが好ましく、３０℃以上６０℃以下であることがより好ましい。なお、溶液の温度は、用いる酵素の至適温度に近い温度であることが好ましい。また、溶液のｐＨも酵素の活性が高まるような範囲に調整することが好ましく、例えばｐＨを３以上１０以下に調整することが好ましい。

また、解重合工程がアルカリ処理工程や酸処理工程である場合は、植物由来原料と、アルカリ溶液又は酸溶液を混合する工程を含む。アルカリ処理工程では、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムを添加することが好ましい。また、酸処理工程では、塩酸、硫酸、酢酸等を添加することが好ましい。なお、この場合も適宜加熱や加圧を行ってもよい。

解重合工程が、酵素処理工程、アルカリ処理工程及び酸処理工程から選択される少なくともいずれかである場合は、該処理工程の後に、さらに圧搾工程、抽出工程、加熱工程、濾過工程、分離工程、精製工程、濃縮工程、脱塩工程等が設けられる場合がある。また、該処理工程の後に、低分子化工程を設ける必要がある場合もある。なお、その他の工程としては、特開２００３−１８３３０３号公報に記載された工程を挙げることができ、これらの内容は本明細書に取り込まれる。

＜濾過工程＞
本発明のポリ硫酸ペントサンの製造方法において第１工程は、上述した解重合工程の後にさらに濾過工程を含んでもよい。濾過工程では、植物由来原料の固形分と、固形分を除く溶液に分離される。具体的には、解重合工程の後に濾過工程を設けることにより、パルプ原料となる固形分と、濾液に分離される。なお、パルプ原料となる固形分は、後工程として蒸解工程等を経ることでセルロース原料（溶解パルプ）となる。

回収した濾液は、ガス層と液層に分けることができる。ガス層には、フルフラール類が多く含まれるため、これらを回収することでフルフラール類を単離することができる。一方、液層には、酸性キシロオリゴ糖や中性キシロオリゴ糖を含むヘミセルロースが多く含まれている。後述する工程において、この液層に含まれる酸性キシロオリゴ糖を分離精製することができる。

＜分離精製工程＞
本発明のポリ硫酸ペントサンの製造方法において第１工程は、上述した解重合工程の後にさらに分離精製工程を含んでもよい。第１工程が上述した濾過工程を含む場合、分離精製工程は、濾過工程の後に設けられることが好ましい。
図２においては、解重合する工程の後に、濾過工程を設け、さらに、濾過工程の後に分離精製工程を設けたフロー図が示されている。第１工程では、解重合する工程の直後に分離精製工程を設けてもよいが、解重合する工程の後に濾過工程を設け、得られた濾液から酸性キシロオリゴ糖を分離精製する工程を設けることが好ましい。なお、濾過工程は分離精製工程の一部として設けられていてもよいし、図２に示されるように、分離精製工程とは独立した１工程として設けられていてもよい。分離精製工程は、酸性キシロオリゴ糖を分離精製する工程である。濾過工程で得られた濾液には、酸性キシロオリゴ糖の他に中性キシロオリゴ糖（単にキシロオリゴ糖ともいう）などが含まれているため、分離精製工程はこれらの他の糖類を除去する工程でもある。

分離精製工程では、例えば、イオン交換クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、ゲル濾過、イオン交換処理、ＮＦ膜処理、ＵＦ膜処理、ＲＯ膜処理、活性炭処理等の方法を採用することが好ましい。分離精製工程では、上記方法を複数組み合わせて行うことも好ましい。中でも、分離精製工程においてイオン交換クロマトグラフィーを行うことにより、酸性キシロオリゴ糖を選択的に分離精製することができる。イオン交換クロマトグラフィーでは、酸性キシロオリゴ糖を吸着することにより、糖液（濾液）から酸性キシロオリゴ糖を主に取り出すことができる。具体的には、糖液をまず強陽イオン交換樹脂にて処理し、糖液中の金属イオンを除去する。次いで、強陰イオン交換樹脂を用いて糖液中の硫酸イオンなどを除去する。そして、弱陰イオン交換樹脂で処理し、酸性キシロオリゴ糖を樹脂に吸着させる。樹脂に吸着した酸性オリゴ糖を、低濃度の塩（ＮａＣｌ、ＣａＣｌ₂、ＫＣｌ、ＭｇＣｌ₂など）によって溶出させることにより、夾雑物の少ない酸性キシロオリゴ糖液を得ることができる。

＜濃縮工程＞
本発明のポリ硫酸ペントサンの製造方法において第１工程は、さらに濃縮工程を含んでいてもよい。濃縮工程は、図２に示されているように、例えば、濾過工程の後であって、分離精製工程の前に設けられることが好ましい。このような濃縮工程を設けることにより、分離精製工程をより効率良く行うことができ、ポリ硫酸ペントサンの生産効率を高めることができる。

濃縮工程としては、例えば、ＮＦ膜、限外濾過膜、逆浸透膜等を用いた膜処理工程や、エバポレーション等を用いた濃縮工程等を挙げることができる。

濃縮工程では、酸性キシロオリゴ糖の含有量が、濃縮液の全質量に対して１０％以上８０％以下となるように濃縮することが好ましく、２０％以上６０％以下となるように濃縮することが好ましい。

＜脱水工程＞
第１工程で得られる酸性キシロオリゴ糖は、酸性キシロオリゴ糖液として得てもよいが、脱水工程を経ることにより、酸性キシロオリゴ糖濃縮物や酸性キシロオリゴ糖粉末として得てもよい。酸性キシロオリゴ糖粉末を製造する場合は、分離精製工程の後に、さらに粉末化工程を設けることが好ましい。本発明において、脱水工程を設けることにより、後述する硫酸化工程における硫酸化を効率よく進めることができる。

粉末化工程では、分離精製工程で得られた酸性キシロオリゴ糖液を、例えば、スプレードライヤー、凍結乾燥機、熱風乾燥機、水溶性の有機溶媒等を用いて処理することにより、酸性キシロオリゴ糖粉末を得ることができる。

（第２工程）
＜硫酸化工程＞
本発明のポリ硫酸ペントサンの製造方法は、上述したような工程で得られた酸性キシロオリゴ糖を硫酸化する第２工程を含む。図１に示されているように、本発明のポリ硫酸ペントサンの製造方法は、第１工程と、第２工程を含み、第１工程で得られた酸性キシロオリゴ糖を硫酸化することでポリ硫酸ペントサンを得る。

硫酸化工程では、酸性キシロオリゴ糖液に硫酸又は硫酸誘導体を加え、硫酸化を行う。硫酸誘導体としては、例えば、三酸化硫黄・ピリジン錯体やクロロスルホン酸等を挙げることができる。この際、酸性キシロオリゴ糖液の濃度は、０．１質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、このような濃度の酸性キシロオリゴ糖液に硫酸を０．１質量％以上５０質量％以下となるように添加することが好ましい。硫酸を添加した後の酸性キシロオリゴ糖液のｐＨは１以上９以下であることが好ましい。

＜硫酸化後精製工程＞
本発明のポリ硫酸ペントサンの製造方法において、第２工程は、硫酸化の後に、硫酸化後精製工程をさらに含んでもよい。このような硫酸化後精製工程を設けることにより、純度の高いポリ硫酸ペントサンを得ることができる。

硫酸化後精製工程では、例えば、遠心分離、膜濾過、透析、水溶性有機溶媒処理、活性炭処理等の方法を採用することが好ましい。中でも、水溶性有機溶媒処理及び活性炭処理は、硫酸化されたポリ硫酸ペントサンを選択的に分離精製することができるため、好ましく用いられる。

＜粉末化工程＞
第２工程では、硫酸化されたポリ硫酸ペントサンは、ポリ硫酸ペントサン溶液として得てもよいが、粉末化工程を経ることにより、ポリ硫酸ペントサン粉末として得てもよい。ポリ硫酸ペントサン粉末を製造する場合は、硫酸化後精製工程の後に、さらに粉末化する工程を設けることが好ましい。

粉末化工程としては、硫酸化後精製工程で得られたポリ硫酸ペントサン溶液を、例えば、スプレードライヤー、凍結乾燥機、熱風乾燥機、水溶性の有機溶媒等を用いて処理することにより、ポリ硫酸ペントサン粉末を得ることができる。

上述したような第２工程を経ることで、ポリ硫酸ペントサンが得られる。ここで得られるポリ硫酸ペントサンの硫黄含量は、ポリ硫酸ペントサンの全質量に対して１０質量％以上２０質量％以下が好ましい。ポリ硫酸ペントサンの硫黄含量は、日本薬局方一般試験法の酸素フラスコ燃焼法などにより測定できる。

（その他の工程）
＜分子量調整工程＞
本発明のポリ硫酸ペントサンの製造方法は、上述した第１工程と第２工程の間に、分子量調整工程をさらに含んでもよい。図２には、第１工程と第２工程の間に、分子量調整工程を含むフロー図が示されている。図２に示されているように、分子量調整工程では、第１工程で得られる酸性キシロオリゴ糖の分子量を調整する。例えば、分子量調整工程では、酸性キシロオリゴ糖を低分子化することができる。

分子量調整工程では、例えば、酸処理やアルカリ処理、酵素処理、ＮＦ膜処理、ＵＦ膜処理、ＲＯ膜処理、ゲル濾過処理、活性炭処理、イオン交換処理、電気透析処理等を行うことにより、重量平均分子量が１０００以上３００００以下のポリ硫酸ペントサンを得ることができる。また、分子量調整工程では、膜処理等を行うことにより、所望の重量平均分子量であるポリ硫酸ペントサンを選択的に回収する方法を採用してもよい。

＜分子量調整後分離精製工程＞
本発明のポリ硫酸ペントサンの製造方法は、分子量調整工程の後に、分子量調整後分離精製工程をさらに含んでもよい。分子量調整後分離精製工程としては、例えば、ゲルろ過、イオン交換処理、ＮＦ膜処理、ＵＦ膜処理、ＲＯ膜処理、電気透析処理、活性炭処理、水溶性有機溶媒処理、クロマトグラフィー処理等を挙げることができる。このような分子量調整後分離精製工程を設けることにより、分子量調整工程で得られた所望の分子量を有する酸性キシロオリゴ糖を選択的に回収することができ、分子量分布の狭いポリ硫酸ペントサンを効率よく得ることができる。

（ポリ硫酸ペントサン）
本発明は、上述したポリ硫酸ペントサンの製造方法で製造されたポリ硫酸ペントサンに関するものでもある。

本発明のポリ硫酸ペントサンの重量平均分子量（Ｍｗ）は、特に限定されるものではないが、例えば、４０００以下であってもよく、３９００以下であってもよく、３８００以下であってもよく、３７５０以下であってもよい。この場合、ポリ硫酸ペントサンの重量平均分子量（Ｍｗ）の下限値は１０００であることが好ましい。
また、ポリ硫酸ペントサンの重量平均分子量（Ｍｗ）は、４０００より大きくてもよく、５０００以上であってもよく、７０００以上であってもよく、１００００以上であってもよく、１５０００以上であってもよく、２００００以上であってもよい。

ポリ硫酸ペントサンの数平均分子量（Ｍｎ）は、特に限定されるものではないが、例えば、４０００以下であってもよく、３９００以下であってもよく、３８００以下であってもよく、３７５０以下であってもよい。この場合、ポリ硫酸ペントサンの数平均分子量（Ｍｎ）の下限値は３００であることが好ましい。
また、ポリ硫酸ペントサンの数平均分子量（Ｍｎ）は、５０００以上であってもよく、７０００以上であってもよく、１００００以上であってもよく、１５０００以上であってもよく、２００００以上であってもよい。

本発明のポリ硫酸ペントサンの重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）は、ＧＰＣ（ゲルパ−ミエーションクロマトグラフィー）により測定することができる。ＧＰＣカラムとしては、東ソー（株）社製のＴＳＫｇｅｌ Ｇ２０００ＳＷＸＬを用いることができる。また、ＧＰＣの条件としては、例えば、下記の条件を採用する。
溶離液：３００ｍＭ塩化ナトリウム／５０ｍＭ酢酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ４．０）
流速：１ｍＬ／分
測定温度：４０℃
検出器：示差屈折率検出器
分析時間：１５分

また、ポリ硫酸ペントサンの重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）を測定する際には、ＧＰＣカラムとして、Ｓｈｏｄｅｘ社製のＯＨｐａｋ ＳＢ−８０２．５ＨＱを用いてもよく、この場合、溶離液としては、２００ｍＭ塩化ナトリウム水溶液を用いることができる。また、検量線用のサンプルにはプルラン（重量平均分子量５，０００〜１００，０００：Ｓｈｏｄｅｘ社製）、及びキシロテトラオース、キシロペンタオース、キシロヘキサオース（いずれもメガザイム社製）を用いてもよい。

本発明のポリ硫酸ペントサンの分散度は、１．００以上１．４０以下であることが好ましく、１．００以上１．３５以下であることがより好ましい。また、ポリ硫酸ペントサンの分散度は、１．００以上１．２０以下であることも好ましい。ここで、ポリ硫酸ペントサンの分散度（Ｄ）は以下の式で算出される。
分散度（Ｄ）＝重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）

本発明で得られるポリ硫酸ペントサンは、純度が高く、分子量分布が狭い傾向が見られる。また、本発明で得られるポリ硫酸ペントサンは、品質安定性に優れている。このため、本発明のポリ硫酸ペントサンは、食品用途や化粧品等の用途に限らず、医薬品としても好ましく用いられる。

なお、本発明は、ポリ硫酸ペントサンを含む組成物に関するものであってもよい。ポリ硫酸ペントサンを含む組成物は、食品用途や化粧品、医薬品として好ましく用いられる。

中でも、本発明のポリ硫酸ペントサンは、抗凝固活性を有するものであることが好ましく、この場合、医薬品（医薬組成物）として好ましく用いられる。すなわち、本発明は、上述したポリ硫酸ペントサンを含む抗凝固剤に関するものであってもよい。ポリ硫酸ペントサンが医薬品（医薬組成物）として用いられる場合、ポリ硫酸ペントサンは、薬学的に許容されるポリ硫酸ペントサンの塩又は薬学的に許容されるポリ硫酸ペントサンの溶媒和物であってもよい。

ポリ硫酸ペントサンを含む抗凝固剤は、例えば、医療器材又は医療材料の表面処理剤として用いることができる。例えば、埋め込み型人工臓器、人工血管、カテーテル、ステント、血液バッグ、コンタクトレンズ、眼内レンズ、手術用補助器具の表面処理剤として用いることができる。本発明の医薬組成物や抗凝固剤を医療器材又は医療材料の表面に固定する方法としては、例えば、医療器材又は医療材料に本発明の医薬組成物や抗凝固剤を接触させておき、そこへ放射線を照射する方法等が挙げられる。

また、ポリ硫酸ペントサンを含む抗凝固剤は、経口投与剤や外用剤として用いることもできる。

ポリ硫酸ペントサンが、抗凝固活性を有する状態は、血液凝固因子の阻害活性が高い状態をいう。すなわち、抗凝固活性が高い状態においては、血液の凝固反応が阻害される。血液凝固因子とは、出血した際などに生体が血液を凝固させるための一連の分子の作用系であり、多数の血液凝固因子が次々に活性化することでフィブリンを凝集させ出血部の止血を行う。血液凝固因子の代表的なものとしては、例えば、Ｘａ因子やＩＩａ因子などが挙げられ、これらの因子の活性を阻害することで血液の凝固することができる。

本発明のポリ硫酸ペントサンのＸａ因子の阻害活性（抗Ｘａ活性）は、０．１０ＩＵ／ｍｇ以上であることが好ましく、０．１２ＩＵ／ｍｇ以上であることがより好ましく、０．１５ＩＵ／ｍｇ以上であることがさらに好ましい。
ここで、Ｘａ因子の阻害活性（抗Ｘａ活性）は、テストチーム（登録商標）ヘパリンＳ（積水メディカル社製）を使用して測定することができる。

以下に製造例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の製造例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。

（実施例１）
＜酸性キシロオリゴ糖の製造＞
木材チップ（広葉樹）１０質量部に対して、水を４０質量部添加し、１６０℃で３時間加熱処理を行った。その後、スクリュープレス（新菱製作所製：２５０×１０００ＳＰＨ−ＥＮ）にて固液分離を行い、濾液を回収した。濾液をミクロンレート１μｍのバッグフィルター（ＩＳＰフィルターズ社製）で濾過し、活性炭（三倉化成社製：ＰＭ−ＳＸ）を５質量部添加して５０℃で２時間処理した後、更にミクロンレート０．２μｍのセラミックフィルター（日本ポール社製）で活性炭ごと濾過し、清澄な濾液を回収した。清澄濾液を逆浸透膜（日東電工社製：ＮＴＲ−７４５０）で２０倍に濃縮して濃縮糖液を得た後、その濃縮糖液を、ＳＶ１．５で強カチオン樹脂（三菱化学社製：ＰＫ−２１８）、弱アニオン樹脂（三菱化学社製：ＷＡ３０）、強カチオン樹脂（三菱化学社製：ＰＫ−２１８）、弱アニオン樹脂（三菱化学社製：ＷＡ３０）からなる４床４塔式のイオン交換樹脂に通液し、２塔目および４塔目の弱アニオン樹脂に酸性キシロオリゴ糖を吸着させ、その後５０ｍＭ塩化ナトリウム水溶液をＳＶ１．５で２塔目および４塔目に通液することにより、平均重合度が８未満の酸性キシロオリゴ糖溶液を回収した。その後、得られた酸性キシロオリゴ糖液は、スプレードライヤー（大川原工業社製）を用いて粉末化した。

＜ポリ硫酸ペントサンナトリウムの製造＞
１００ｍＬセパラブルフラスコにＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド２５ｍＬ、三酸化硫黄・ピリジン錯体１０ｇ及び前述の方法で製造した酸性キシロオリゴ糖粉末２ｇを加えて４０℃で３時間反応を行った。冷却後、得られた反応混合物を２００ｍＬのエタノール中に滴下し、生成した沈殿物をろ別し、水１０ｍＬを加えて溶かした。この液に水酸化ナトリウム溶液を加えてｐＨが１０になるように調整した。この液を２００ｍＬのエタノール中に滴下して得られた析出物をろ別した。その後、析出物を１０ｍＬの水を加えて溶解し、活性炭を加えて攪拌した後ろ過した。得られたろ液を２００ｍＬのエタノール中に滴下して析出物をろ別するという操作を３回繰り返して精製した。得られたポリ硫酸ペントサンナトリウムの収量、硫黄含量、平均重量分子量及び分散度を表１に示す。

（実施例２）
１００ｍＬセパラブルフラスコにＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド２５ｍＬ、三酸化硫黄・ピリジン錯体１０ｇ及び前述の方法で製造した酸性キシロオリゴ糖粉末２ｇを加えて７０℃で３時間反応を行った。以降は実施例１と同様にしてポリ硫酸ペントサンナトリウムを得た。

（実施例３）
１００ｍＬセパラブルフラスコにピリジン２５ｍＬを仕込み−２０℃まで冷却した後、前記フラスコにクロロスルホン酸６．７ｍＬを内温が０℃以上にならないようにゆっくりと滴下した。得られた固形物を７０℃まで加熱して融解した後、前述の方法で製造した酸性キシロオリゴ糖粉末２ｇを加えて７０℃で４時間反応を行った。以降は実施例１と同様にしてポリ硫酸ペントサンナトリウムを得た。

＜ポリ硫酸ペントサンナトリウムの分析＞
表１に記載のポリ硫酸ペントサンナトリウムは、２００ｍＭ塩化ナトリウム水溶液を溶離液として、ＧＰＣカラム（Ｓｈｏｄｅｘ社製：ＯＨｐａｋ ＳＢ−８０２．５ＨＱ）に通液して分子量分布の測定を行った。検量線用のサンプルにはプルラン（重量平均分子量５，０００〜１００，０００：Ｓｈｏｄｅｘ社製）、及びキシロテトラオース、キシロペンタオース、キシロヘキサオース（いずれもメガザイム社製）を用いて、市販品（ブナ由来）のポリ硫酸ペントサンナトリウム及び実施例のポリ硫酸ペントサンナトリウムの重量平均及び分子量分布（分散度）を測定した。

上記の通り、市販品は２つの分子量分布を示すのに対して、実施例では分散度が１．０８６から１．１００の範囲となり、分子量分布が狭いポリ硫酸ペントサンナトリウムを得ることができた。本発明のポリ硫酸ペントサンナトリウムの製造工程は、工程数が少なく、製造が非常に容易であった。また、ポリ硫酸ペントサンナトリウムの生産コストを大幅に削減することが可能となった。

（実施例４）
＜酸性キシロオリゴ糖の製造＞において、木材チップ（広葉樹）１０質量部に対して、水を４０質量部添加し、１６０℃で２時間加熱処理を行った以外は、実施例１と同様にしてポリ硫酸ペントサンナトリウムを得た。

（実施例５）
＜酸性キシロオリゴ糖の製造＞において、木材チップ（広葉樹）１０質量部に対して、水を４０質量部添加し、１５０℃で２間加熱処理を行った以外は、実施例１と同様にしてポリ硫酸ペントサンナトリウムを得た。

（実施例６）
木材チップ（広葉樹）１０質量部に対して、３Ｎ水酸化ナトリウム５０重量部添加し、１５５℃２時間加熱処理を行なった。冷却後、スクリュープレス（新菱製作所製：２５０×１０００ＳＰＨ−ＥＮ）にて固液分離を行った。ここで得られた固体残留物をイオン交換水で３回洗浄した。得られた固体残留物１０重量部に対して１Ｎ水酸化ナトリウムを１００質量部添加し、７０℃で３時間加熱処理を行った。その後、スクリュープレス（新菱製作所製：２５０×１０００ＳＰＨ−ＥＮ）にて固液分離を行い、濾液を回収した。この濾液に１Ｎ塩酸を加えて中和し、得られた析出物をろ別した。得られた析出物をイオン交換水で十分に洗浄した後、減圧乾燥した以外は、実施例１と同様にしてポリ硫酸ペントサンナトリウムを得た。

＜ポリ硫酸ペントサンナトリウムの分析＞
表２に記載のポリ硫酸ペントサンナトリウムは、３００ｍＭ塩化ナトリウム／５０ｍＭ酢酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ４．０）を溶離液として、ＧＰＣカラム（東ソー社製：ＴＳＫｇｅｌ Ｇ２０００ＳＷＸＬ）に通液して分子量分布の測定を行った。検量線用のサンプルにはプルラン（重量平均分子量１，０８０〜４７，１００：ＳＩＧＭＡ−ＡＬＤＲＩＣＨ社製）を用いて、ポリ硫酸ペントサンナトリウムの重量平均分子量及び分子量分布（分散度）を測定した。

なお、上記の分析方法（実施例４〜６で採用した分析方法）を用いて、上述した市販品及び実施例１〜３を測定した場合、下記表のとおりの値となった。この場合、市販品は分散度が１．４３であるのに対して、実施例では分散度が１．２０未満であった。

＜硫黄含量＞
日本薬局方に収載されている酸素フラスコ燃焼法にてポリ硫酸ペントサンナトリウムの硫黄含量を測定した。

＜抗Ｘａ活性の測定＞
テストチーム（登録商標）ヘパリンＳ（積水メディカル社製）を使用してポリ硫酸ペントサンナトリウムの抗Ｘａ活性を測定した。

表２の結果より、実施例４〜６のポリ硫酸ペントサンナトリウムは、いずれも０．１Ｕ／ｍｇ以上の抗Ｘａ活性を有しており、抗凝固活性を有している。

Claims (6)

1. 植物由来原料を解重合し酸性キシロオリゴ糖を得る第１工程と、
   前記酸性キシロオリゴ糖を硫酸化する第２工程と、を含み、
   前記第１工程は、加熱処理工程を含み、
   前記加熱処理工程は、非アルカリ性条件下で１２０℃以上に加熱する工程であるポリ硫酸ペントサンの製造方法。
2. 前記植物由来原料は、木材由来原料である請求項１に記載のポリ硫酸ペントサンの製造方法。
3. 前記第１工程と、前記第２工程の間に、分子量調整工程をさらに含む請求項１又は２に記載のポリ硫酸ペントサンの製造方法。
4. 前記分子量調整工程の後に、分子量調整後分離精製工程をさらに含む請求項３に記載のポリ硫酸ペントサンの製造方法。
5. 前記第２工程は、硫酸化の後に、硫酸化後精製工程をさらに含む請求項１〜４のいずれか１項に記載のポリ硫酸ペントサンの製造方法。
6. 前記第２工程は、前記硫酸化後精製工程の後に、粉末化する工程をさらに含む請求項５に記載のポリ硫酸ペントサンの製造方法。
   

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