JPH10506425A - 澱粉分解生成物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 高圧均質化により澱粉又は澱粉誘導体を処理することにより狭い分子重量分布を有する澱粉分解生成物が製造される。得られた澱粉分解生成物は、高い収率で狭い分子重量分布で得られる。

Description

【発明の詳細な説明】 澱粉分解生成物の製造方法 本発明は、澱粉又は澱粉誘導体を分離することにより狭い分子重量分布を有す る澱粉分解生成物の製造方法に関する。 澱粉分解生成物、とりわけヒドロキシエチル澱粉(Hydroxyethylstaerke)（以 下ＨＥＳと略称する）は医学の多くの領域内で重要な役割をはたし、澱粉分解生 成物は主に血漿増量剤として使用されるが、また透析（腹膜透析）においても使 用される。 そのほかに澱粉分解生成物は食餌療法的に処方される。 ＨＥＳを製造するために加水分解された澱粉も、アミラーゼにより分解された 澱粉も使用される。酵素による方法は例えばドイツ特許出願第ＤＥ−Ｃ３３１３ ６００号明細書に開示されている。 前述の化学的又は生化学的方法では、例えばグルコース、マルトース又はオリ ゴ糖等の低分子化合物を大量に含む幅広い分子重量分布を有する生成物が生じ、 副産物として例えば塩化ナトリウム又は使用酵素等が生じる。これらの望ましく ない成分は、次いで更なるプロセス段階で除去されなければならない、この除去 法には例えば有機溶媒（アセトン、イソプロパノール）による沈澱があり、更に 、限外ろ過もあり、これらにより一方ではコストは大きくなり、他方では収率が 損なわれる。このような純化操作はしかし必要である、何故ならばできるだけ狭 い分子重量分布と高い純度とを有する生成物を得る努力が払われるからである。 このような方法はドイツ特許出願公開第ＤＥ−Ａ−４１３２７０１号公報から 公知であり、この場合、澱粉又は澱粉誘導体は水性混合物（分散系、懸濁液又は 溶液）の中で超音波により処理される。これにより所望の平均分子重量を、所望 の処理時間及び所望の超音波処理強度とに依存して、非常に狭い分子重量分布で 、かつ望ましくない低分子成分が実際の上で存在しない状態で、調整可能である 。 しかしこの方法は技術的にコストが非常に大きく、その上、澱粉の分離の際の 所要エネルギー量が大きい。 ドイツ特許出願公開第ＤＥ−Ａ−３３０４７７５号公報から公知の多糖体の解 重合の方法は、らせん構造を有する多糖体の溶液においてのみ使用可能であり、 単鎖構造又は凝集された配座を有する多糖体の溶液においては使用できない。な お、超音波解重合は、大規模な工業的に実行可能な解重合には適しないことが分 かった。 本発明の課題は、技術的に簡単であり、更に、分離の際の所要エネルギー量が 比較的小さく、澱粉の望ましくない低分子成分の生成はできるだけ回避され、分 解生成物はできるだけ高い収率で生じる冒頭に記載の形式の方法を提供すること にある。 上記課題は本発明により、分離が高圧均質化により行われることにより解決さ れる。 本発明の方法は、当業者に知られている超音波技術に較べて、エマルション（ 乳濁液）又は分散系を生成する際に使用する技術がいろいろな分野で既に使用さ れ、従って大多数の工場において装置が既に存在し、従って投資コストが比較的 小さいという利点を有する。その上、高圧均質化は、超音波技術に比してエネル ギー消費量が小さい。 本発明により使用される均質化法では液体は高圧ポンプ装置を用いて精密単量 体分離用弁（Praezisions-Aufschlussventil）をプレスされて通る。所要圧力（ ５００〜２０００バール）と通過処理の回数とは、目標分子重量に依存する。こ の弁の中を高い出力密度のキャビテーションゾーンが貫通走行し、このキャビテ ーションゾーンの中で高分子鎖が大きい引張り応力、圧縮応力及びせん断応力 の作用により破壊又は破断される。本発明では前述の処理により澱粉又は澱粉誘 導体の長鎖構造が破壊される。 ドイツ特許出願公開第ＤＥ−Ａ−３３０４７７５号公報に記載の方法に比して 本発明の方法は、予想外にもらせん構造無しの分岐鎖状多糖体も分解可能である 利点を有し、これは、公知の方法では不可能である。 本発明では、印加圧力、通過処理回数、温度、澱粉又は澱粉誘導体の濃度及び ｐＨ値を変化させることにより、所望の平均分子重量（重量平均値Ｍ_w）は、望 ましくない低分子成分を生じさせずに、１００００ダルトンの分子重量まで到達 する狭い分子重量分布において、調整可能である。これによりほぼ１００％の収 率が得られる。 その上、この方法では酸加水分解におけるように酸の添加は必要でなく、酵素 分解の場合のように酵素も必要でなく、従って更なる純化段階、例えば有機溶媒 による沈澱又はダイアフィルトレーション等は最小化される。 素材として有利には天然澱粉、部分加水分解された澱粉又は澱粉誘導体が使用 され、澱粉はアミロース無しの又はアミロースが僅かな（アミロース＜５％）ア ミロペクチンから成る。有利には澱粉はとうもろこし澱粉、米澱粉及び／又はこ うりゃん等の澱粉が使用される。 澱粉誘導体は部分加水分解された澱粉又は更なる澱粉誘導体、例えばヒドロキ シアルキル澱粉誘導体又はアルコキシ澱粉誘導体、とりわけヒドロキシエチル澱 粉誘導体である。部分加水分解された澱粉は酸加水分解及び／又は酵素加水分解 により得られる。 澱粉又は澱粉誘導体は水性分散系、懸濁液又は溶液の形で使用できる。懸濁液 とは、コロイドでない不溶澱粉粒子の分散系のことである。本溶液は、溶解した 澱粉又は澱粉誘導体を水の中に含む。しかし他方、澱粉又は澱粉誘導体のコロイ ド混合物も水の中で使用できる。このような水性溶液は糊化の後に５〜４０重量 ％の澱粉又は澱粉誘導体を含み、澱粉誘導体は２０００００ダルトンを越える平 均分子重量を有する。他方、澱粉又は澱粉誘導体の５〜６０重量％の水性懸濁液 を使用することができる。 その際、前もって加水分解的又は酵素的に分離された澱粉誘導体は、前もって 水性懸濁液又は溶液の中で単離することなしに高圧均質化処理にかけることがで きる。 高圧均質化は公知のようにかつこれに適した市販機器により行うことができる 。 均質化条件は通常は素材の種類、反応混合物の種類、又は澱粉生成物の所望の 平均分子重量により前もって与えられている目標の結果に依存する。 均質化は通常は５〜９５℃の温度で行われ、約２０℃の室温が有利である。 均質化は５００〜２００バールの圧力で行われるが、しかし２０００バールの 限界圧力を越えた圧力を使用することもできる。 通常、高圧ホモジナイザーの中での複数の圧力処理（通過処理）の後に飽和レ ベルに到達し、以後において飽和レベルを下回ることは無い。通過処理とは、試 料物質をプレスして間隙を一回だけ通過させることである。澱粉重合体の分解は 、圧力が高い程大きい、すなわち圧力が増加すると共により小さい平均分子重量 が得られる。本発明の方法の利点は、分子重量が、常に粘度を監視しなければな らない酸加水分解法に比して比較的容易に、前もって求められた回数の通過処理 により調整できることにある。 従って、条件の選択は比較的容易に可能であり、平均目標分子重量は、手間が かかる粘度監視無しに達成できる。 本発明の方法により生成された澱粉分解生成物は、高い収率を有するエーテル 化又はエステル化された澱粉（ＨＥＳ又はアセチル澱粉）を生成するために使用 できる。これらの澱粉分解生成物（とりわけＨＥＳ）は医療用途を有し、とりわ け循環血代用液の分野で使用される。 更に本発明の対象は、本発明の方法により生成された澱粉分解生成物を、医療 用有利には非経口用途のための薬品組成のために使用することにある。更に、本 発明により生成された澱粉分解生成物は、腹膜透析又は代用血漿において使用さ れる薬品組成のためにも使用できる。 本発明の分解生成物が、先行のプロセス段階に由来する低分子成分を有しては ならない場合、これらの低分子成分を、公知のダイアフィルトレーション(Diafi ltration)によりろ過膜の適切な選択により除去できることは自明である。最後 に、通常は溶液の中に存在する澱粉分解生成物は、通常の方法（真空の中での溶 液の濃縮又は凍結乾燥及び後続の噴霧乾燥）により乾燥状態に移行させることが 可能である。 図１及び図２にはＨＥＳ４５０（平均分子重量＝４５００００ダルトン）の生 成のための高圧ホモジナイザーの作用が示されている。図１には平均分子重量の 減少が通過処理の回数に依存して示され、図２には分子重量分布が立体排除クロ マトグラフィにおいて溶離体積に対する光の散乱度により示されている。 次の例が本発明を説明する。 ２６８９０００ダルトンの平均分子重量を有する部分分解されているとうもろ こし澱粉が公知の方法でエチレンオキシドによりＨＥＳに変換される。純化され ていない形のこのＨＥＳ生成物の１５重量％溶液が、約５０〜７０℃の温度と約 １６００バールの圧力とにおいて全部で１０回にわたりＡＰＶ−Ｇａｕｌｉｎ社 （リューベック所在）の高圧ホモジナイザーにより均質化される。１０回の通過 処理の後に約６７０３００ダルトンの分子重量（重量平均値Ｍ_w）が得られ、こ れは図１に示されている。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年１０月２８日 【補正内容】 の処理時間及び所望の超音波処理強度とに依存して、非常に狭い分子重量分布で 、かつ望ましくない低分子成分が実際の上で存在しない状態で、調整可能である 。 しかしこの方法は技術的にコストが非常に大きく、その上、澱粉の分離の際の 所要エネルギー量が大きい。 ドイツ特許出願公開第ＤＥ−Ａ−３３０４７７５号公報から公知の多糖体の解 重合の方法は、らせん構造を有する多糖体の溶液においてのみ使用可能であり、 単鎖構造又は凝集された配座を有する多糖体の溶液においては使用できない。な お、超音波解重合は、大規模な工業的に実行可能な解重合には適しないことが分 かった。 国際出願ＷＯ９３／２１００８によると澱粉は物理的性質を変更するために１ つの室（ピストン装置）の中で１回又は複数回の急激な圧力変化にさらされる。 この方法は、パスカリゼータを使用して行われる。この場合、静圧のみが試料す なわち液体に印加される。この方法では分子重量分解は達成されない。従ってこ の方法は、狭い分子重量分布を有する澱粉分解生成物を得るには適しない。 本発明の課題は、技術的に簡単であり、更に、分離の際の所要エネルギー量が 比較的小さく、澱粉の望ましくない低分子成分の生成はできるだけ回避され、分 解生成物はできるだけ高い収率で生じる冒頭に記載の形式の方法を提供すること にある。 上記課題は本発明により、分離が高圧均質化により行われることにより解決さ れる。 本発明の方法は、当業者に知られている超音波技術に較べて、エマルション（ 乳濁液）又は分散系を生成する際に使用する技術がいろいろな分野で既に使用さ れ、従って大多数の工場において装置が既に存在し、従って投資コストが比較的 小さいという利点を有する。その上、高圧均質化は、超音波技術に比してエネル ギー消費量が小さい。 本発明により使用される均質化法では液体は高圧ポンプ装置を用いて精密単量 体分離用弁（Praezisions-Aufschlussventil）をプレスされて通る。所要圧力（ ５００〜２０００バール）と通過処理の回数とは、目標分子重量に依存する。こ の弁の中を高い出力密度のキャビテーションゾーンが貫通走行し、このキャビテ ーションゾーンの中で高分子鎖が大きい引張り応力、圧縮応力及びせん断応力

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘニンク，クラウス ドイツ連邦共和国、デー 61250 ウージ ンゲン、ラントラート−ベックマン−シュ トラーセ 21

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 澱粉又は澱粉誘導体を水性分散系、懸濁液又は溶液に分離することによ り狭い分子重量分布を有する澱粉分解生成物の製造方法において 前記分離が高圧均質化により行われることを特徴とする澱粉分解生成物の製造方 法。 ２． 高圧均質化が、所望の平均分子重量Ｍ_wに到達するまで繰返し行われる ことを特徴とする請求項１に記載の澱粉分解生成物の製造方法。 ３． 澱粉誘導体として、酸加水分解及び／又は酵素加水分解により得られた 部分加水分解された澱粉、有利には２０００００ダルトンより大きい平均分子重 量を有する澱粉が使用されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の澱 粉分解生成物の製造方法。 ４． 澱粉として天然澱粉、主にアミノペクチンが使用されることを特徴とす る請求項３に記載の澱粉分解生成物の製造方法。 ５． 天然澱粉の糊化により生成された水性分散系が、有利には５〜６０重量 ％の量で使用されることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１ つの請求項に記載の澱粉分解生成物の製造方法。 ６． 部分加水分解された澱粉又は部分加水分解された澱粉誘導体の５〜４０ 重量％の水性分散系が使用されることを特徴とする請求項１から請求項３のうち のいずれか１つの請求項に記載の澱粉分解生成物の製造方法。 ７． 加水分解又はエーテル化により得られた反応混合物が、反応生成物を前 もって単離せずに高圧均質化にかけられることを特徴とする請求項１から請求項 ３のうちのいずれか１つの請求項又は請求項６に記載の澱粉分解生成物の製造方 法。 ８． 高圧均質化が５〜９５℃の温度領域内で行われることを特徴とする請求 項１から請求項７のうちのいずれか１つの請求項に記載の澱粉分解生成物の製造 方法。 ９． 高圧均質化が５００〜２０００バール以上の圧力において行われること を特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１つの請求項に記載の澱粉 分解生成物の製造方法。 １０． 請求項１から請求項９のうちのいずれか１つの請求項に記載の澱粉分 解生成物の製造方法により得られ、医療用又は代用血漿を製造するために使用さ れる澱粉分解生成物。