説明

低分子低重合ポリ乳酸の製造方法および低分子低重合ポリ乳酸、並びに、低分子低重合ポリ乳酸の機能性と低分子低重合ポリ乳酸を含有することの使用範囲

【課題】縮重合による低分子低重合ポリ乳酸および蒸留による低分子低重合ポリ乳酸は、化学合成物および薬品等の副作用や人体への蓄積も無く、環境破壊物質に代わり殺菌・殺カビ・抗菌・抗カビ・防腐・pH調整と抗酸化力の機能性を持ち、その持続性を特徴とする天然素材としての技術を提供することにある。
【解決手段】発酵L−乳酸を不活性ガス雰囲気中で段階的に減圧および昇温させ、さらに脱水または昇温させる事により環状型および開環型の縮重による低分子低重合ポリ乳酸ならびに乳酸オリゴマーを得る工程(1)と脱水分離による環状型および開環型を有する蒸留による低分子低重合ポリ乳酸を回収する工程(2)と前記低分子低重合ポリ乳酸液を希釈し、原液および希釈液の持つ殺菌、殺カビ、抗菌、抗カビ、防腐効力ならびに抗酸化作用の機能性(3)と前記ポリ乳酸の持つウイルスに対する防御反応(4)と前記縮重合ポリ乳酸の使用希釈範囲と濃度(5)を含むことを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発酵型乳酸を縮合脱水し、乳酸の無水化と環状型および開環型の低分子低重合ポリ乳酸および乳酸オリゴマーを有する低分子低縮合ポリ乳酸液と脱水分離による環状型および開環型を有する蒸溜による低分子低縮合ポリ乳酸液を回収する製造法に関する。
【0002】
また、本発明による低分子低重合ポリ乳酸の機能性に関する。
【0003】
さらに、本発明による低分子低重合ポリ乳酸の使用範囲に関する。
【0004】
近年食品の防腐剤・抗菌・抗カビおよび日用品の抗菌材ならびに医薬品・化粧品・生魚飼育水安定剤まで全てのものが化学合成物および薬品等による処理が主流となっている。
【0005】
その化学合成物および薬品等は、人体にとって副作用の問題や人体蓄積問題、水生生物への影響、および環境への有害性が蓄積さらに環境破壊までもが問題視されているのは明らかである。これらの人体への影響さらに環境問題は許される範囲のものではないとされる。
【0006】
乳酸は、乳酸自体がFAOおよびWHOにおいても極めて安全な物質であり、また人体に及ぼす影響は全く無く環境においても全く無害な物質であることが明らかにされている。
さらに、乳酸を縮重合しポリ乳酸とした場合、その分解性と安全性はすでに周知の事実とし、解明されているものである。
【0007】
以上のように発酵L−乳酸によるポリ乳酸は、人体、魚介類および環境に全く無害な物質であり、人体および環境下においても最終過程で水と二酸化炭素に分解しやすい中間体オリゴマーと考えられる。
【0008】
一方、乳酸単体では、単なる有機酸として抗菌、抗カビ作用やpH調整などその用途は明かであるが,アルカリ性物質に中和反応あるいはバクテリアによって瞬時にその効力を失うものである。乳酸は低分子低重合ポリ乳酸に縮重合することで分解の遅延が起きることになる。よってその効力の持続性につながるものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明が解決しようとする課題は、化学合成物や薬品等に代わる天然素材の発酵物L−乳酸を縮重合および蒸留することで得る低分子低重合ポリ乳酸に置き換えることで食品は基より人体、魚介類および環境下に無害とする応用技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の縮重合物、低分子低重合ポリ乳酸および蒸留による低分子低重合ポリ乳酸は、L−乳酸を不活性ガス雰囲気中で段階的に減圧および昇温させることにより脱水縮合され、無水乳酸と環状型および開環型の乳酸オリゴマーを有する縮重合による低分子低重合ポリ乳酸の製造工程、乳酸脱水分離による環状型および開環型を有する蒸留による低分子低重合ポリ乳酸を回収する工程とそれぞれの原液および希釈液、ならびに縮重合低分子低重合ポリ乳酸と蒸留による低分子低重合ポリ乳酸液を混合することによる機能性と使用範囲の可能性を含むことを特徴とする
【0011】
縮重による低分子低重合ポリ乳酸および蒸留による低分子低宿合ポリ乳酸を用途に応じて他に抗酸化力のある天然素材と混合する事によりその有効性の範囲をさらに広げることができる。
【0012】
縮重合による低分子低重合ポリ乳酸および蒸留による低分子低重合ポリ乳酸を希釈した時、白くけん濁する場合がある。そのけん濁物は不溶性のため固体化して沈降する。
【0013】
希釈液中の重合度n>7であり固体化して不溶物になり白くけん濁し沈降する。n<7は低重合体として可溶性のまま液状に残存する。
【0014】
また、縮重による低分子低重合ポリ乳酸および蒸留による低分子低重合ポリ乳酸を希釈した場合、環状型ポリ乳酸は、疎水性のためコロニー形成をなし乳化作用を起こし浮遊物として出現する。
【0015】
また本発明は、L−乳酸を抽出溶媒の主体原料とし、一切の溶解触媒または添加物を必要としないことを特徴とする。
【0016】
さらに、本発明は、縮重合による低分子低重合ポリ乳酸液および蒸留による低分子低重合ポリ乳酸は、抗菌、抗カビ、防腐、pH調整を特徴として食品、健康食品、清涼飲料水、医薬、品、化粧品、日用品、建築資材、農業資材、水産業資材などの添加物とすることもできる。
【0017】
以上、本発明はL−乳酸のみの使用による安全性から、様々な用途に適応できる可能性がある。
【発明の効果】
【0018】
本発明の最大の特徴は、L−乳酸を低重合n<7を主体とした可溶性の低分子低重合ポリ乳酸により、人体および環境に対して全く無害とし、極めて安全性の高い性質の天然素材であることを提供する。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】低分子低重合ポリ乳酸の製造工程図
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、図1に基づいて本発明の実施の形態について説明する。以下各工程について説明する。
【0021】
(1)脱水濃縮工程
市販品のL−乳酸(水分含有)を出発物質とし、これに不活性ガスである窒素ガス雰囲気中で段階的に減圧および昇温させる。昇温は調整しながら条件に応じて110℃〜150℃まで行なう。140℃以上になると乳酸が縮合共重n>7となり固形としてポリ化する。
飲料添加物とする場合は、水溶媒の中では白く結晶体が現れる場合がある。
【0022】
(2)分離蒸溜行程
濃縮工程による蒸留ガスを分離冷却結露することにより得る。
【0023】
(3)希釈行程
縮重合による低分子低重合ポリ乳酸液および蒸留による低分子低重合ポリ乳酸は精製水で希釈する事が好ましいが、水道水またはミネラル水でも良い。
【0024】
(4)希釈倍率
精製水および水道水に対して0〜50,000倍希釈またはpH<4の調整範囲とする。他の溶媒及び食品の場合は、pH<4.0を基準に調整する。
【0025】
(5)希釈状態
食品素材の場合は、沈降物が含まれていても構わない。
【0026】
(6)抽出液の粉末化
縮重合および蒸留による低分子低重合ポリ乳酸は、単体および混合物をそれぞれ適度に希釈し、その希釈液に対し1:1の割合の水溶液にパインファイバーやデキストリン等の使用によりフリーズドライ処理することによりパウダー状の粉末化も可能とした。
【実施例1】
【0027】
細菌阻止能力試験
資料1
(1)本発明の許容範囲の確認実施において希釈倍率を推測するために蒸留による低分子低重合ポリ乳酸液で細菌阻止能力試験を行った。
1:Bacillus cereus ATCC19637株
2:Bacillus cereus ATCC14579T株
3:平板希釈法
以上の3種試験を実施。
【0028】
成績
(1)資料2
衛生指標菌であるBacillus cereus ATCC19637株とATCC14579T株を用い、細菌発育阻止試験を実施したところ、両株ともに蒸留低分子低重合ポリ乳酸の最小発育阻止濃度は320倍の結果であった。
【実施例2】
【0029】
本発明品、低分子低重合ポリ乳酸とDesfan−10(天然グレープフルーツ種子抽出物)併用による発育阻止および殺菌効果
【0030】
1.試験目的
低分子低重合ポリ乳酸とグレープフルーツ種子抽出物であるDesfan−10の2種の天然抗菌成分の併用による最小発育阻止濃度(MIC)および最小殺菌濃度(MMC)の測定
【0031】
2.供試菌株3種類実施
(1)Escherichia coli ATCC25922
(2)Staphylococcus aureus ATCC25923
(3)Bacillus sp
【0032】
3.試験方法
低分子低重合ポリ乳酸液およびDesfan−10は、ミュラーヒントン培地(MHB)を用いて、それぞれ8.0から1.0%までの2倍稀釈系列を作成した。この2系列でボックスを組んだ。このボックスに供試験菌およびMHBを添加することで、各抗菌剤の最終濃度は、それぞれ0.4から0.05%となった。
培養は、35℃で18〜24時間行い、明らかな混濁が認められなかったもの(最小発育阻止濃度:MIC)を標準寒天培地に画線し、さらに35℃で18〜24時間の培養を行った。培地上に菌の生育が認められなかった濃度を最小殺菌濃度(MMC)とした。
【0033】
4.結果および考察
(1)Escherichia coli ATCC25922
【表1】

低分子低重合ポリ乳酸は、Escherichia coli ATCC25922に0.1%以上の単独使用でも殺菌および制菌効果が認められた。これに対しDesfan−10は、殺菌効果が0.4%以上で制菌効果が0.2%以上で見られた。このような結果は、他の2菌種でも見られたことから、CPLは、Desfan−10よりも殺菌および制菌効果が高いものと推測された。
両製剤の併用で低分子低重合ポリ乳酸が0.05%ならばDesfan−10は0.2%以上、低分子低重合ポリ乳酸が0.1%ならばDesfan−10は0.052%以上の使用で効果が認められた。
(2)Staphylococcus aureus ATCC25923
初発生菌数:2.1×10 cfu/mL
【表2】

Staphylococcus aureus ATCC25923についてもE.coliとほぼ同様の効果が認められた。単独使用では低分子低重合ポリ乳酸が0.05%以上で制菌効果を、0.1%以上で殺菌効果が見られた。Desfan−10は、0.4%以上でのみ制菌効果が見られた。
併用では、両製剤とも0.05%以上の使用で殺菌および制菌効果が見られた。
(3)Bacillus sp
初発生菌数:2.8×10 cfu/mL
【表3】

Bacillus sp、他菌種と同様の効果が認められた。単独使用では、低分子低重合ポリ乳酸が0.05%以上で制菌効果を、0.1%以上で殺菌効果が見られ、Desfan−10は0.4%以上でのみ殺菌および制菌効果が見られた。
併用では、両製剤とも0.05%以上の使用で殺菌および制菌効果が見られた。
【実施例3】
【0034】
低分子低重合ポリ乳酸抗カビ試験
【0035】
1.試験品
低分子低重合ポリ乳酸
【0036】
2.供試かび
(1)Aspergillus niger
(2)Penicillum sp
(3)Cladosporium sp
【0037】
3.試験方法
試験品は、滅菌生理食塩水で50倍からの2倍ずつ稀釈で400倍までの稀釈系列を作成した。供試かびは、それぞれ単一胞子懸濁液を作成し、ヘモサイトメーター(改良型ノイバウエル)により胞子数が10cfu/mLになるように調整した。その後10倍稀釈を2段階行い、それぞれ懸濁液の胞子数が10cfu/mL、10cfu/mLおよび10cfu/mLになるように調整した。試験品の稀釈系列には、供試かび懸濁液の稀釈系列を1/10量注加し、最終濃度を10cfu/mL、10cfu/mLおよび10cfu/mLとした。培養は25℃で1週間行い、判定は目視により混濁が認められたものを陽性(+)とした。
【0038】
4.結果
【表1】

以上
【実施例4】
【0039】
低分子低重合ポリ乳酸ゲル状の抗カビ試験による最小発育阻止濃度(MIC)の測定と最小殺カビ濃度(MMC)の測定
【0040】
1.試験品
低分子低重合ポリ乳酸:ゲル状
【0041】
2.供試かび
(1)Aspergillus niger
(2)Penicillum sp
(3)Cladosporium sp
【0042】
3.試験方法
(1)試料作成
低分子低重合ポリ乳酸(ゲル状)はうどん生地(180g)に滅菌生理食塩水(180mL)を等量混合した溶液で、2.0%、4.0%、8.0%および16.0%の濃度に調整した。
(2)最小発育阻止濃度(MIC)の測定
供試カビは、それぞれ単一胞子懸濁液を作成し、ヘモサイトメーター(改良型ノイバウエル)により胞子数が10cfu/mLになるように調整した。その後、各濃度系列に、それぞれ懸濁液の胞子数の最終濃度が10cfu/mLに注加した。培養は25℃で1週間行い、目視によりカビの発育が認められなかった最小濃度をMICとした。
(3)最小殺かび濃度(MCC)の測定
MIC測定で、カビの生育が認められなかった試験管から、1エーゼずつポテトデキストロース寒天(PDA)培地に塗抹し、25℃で1週間培養した。目視により、PDA培地に生育しなかった最小の濃度を最小殺かび濃度とした。
【0043】
4.結果

【実施例5】
【0044】
生マグロ経時変化による変色と抗酸化力確認試験
【0045】
(1)本発明品、低分子低重合ポリ乳酸の抗酸化力および防腐効果を確認するため生マグロ切り身表面の酸化過程をアルカリ水溶液との比較において対照試験を実施。資料3)
【0046】
(2)試験方法
低分子低重合ポリ乳酸200倍溶液を精製水にpH4%になるまで添加法による試験溶媒に約90秒浸した後、水気を切り器に盛りラップを被せ冷蔵庫保存による経時による目視観察と食し鮮度の確認を実施。
【0047】
(3)結果
実験開始より7日間色素に変質は無くまた食による鮮度確認により、本発明品、低分子低重合ポリ乳酸の抗酸化力と防腐効果を確認。
【0048】
以上のことから本発明品の低分子低重合ポリ乳酸は、殺菌、殺カビ、抗菌、抗カビ、防腐、抗酸化力の効力とその持続性を確認した。
【産業上の利用可能性】
【0049】
本発明の製造方法により製造された低分子低重合ポリ乳酸は、極めて安全なものであり天然素材として食品、健康食品、清涼飲料水、医薬品、化粧品、日用品、建築資材、農業資材及び水産業資材の機能性は有益である。
【0050】
本発明品の製造方法により製造された低分子低重合ポリ乳酸は、液状であるためフリーズドライによる粉末化など他の有機物と組み合わせることによりさらなる応用技術が期待できる。
【0051】
低分子低重合ポリ乳酸の機能性と使用範囲
【0052】
(1)機能性
酸性による抗菌・抗カビ・防腐及びpH調整と抗酸化力とその持続性
【0053】
(2)使用範囲および用途
食品分野−清涼飲料水保存・食品添加・加工食品前後処理・他
機能性食品−サプリメント・機能性ドリンク・他
生鮮食品−生野菜鮮度保持、カット野菜・カットフルーツ・精肉鮮度保持・鮮魚鮮度保持・干物抗菌処理・他 日用雑貨−水周り抗カビ・炊事・シンク周り抗菌・抗カビ・残飯防腐(ゴミ箱に)・下駄箱・トイレ周り抗菌・屋内除菌・抗菌・抗カビ・日用品抗菌・抗カビ塗布・おむつ・生理用品抗菌消臭・ウェットティシュ・脇パット・他 建築資材−抗菌・抗カビ加工壁および塗料・抗菌・抗カビ断熱材および防音材・床下抗菌・ 抗かビ、医療品−バンドエイド抗菌シート・防護マスク・屋内抗菌・空気洗浄機・加湿器・ペットショップ内の抗菌消臭・死体保存抗菌材・他
その他−抗菌・抗カビ・抗酸化・pH調整・など必要とするもの

【特許請求の範囲】
【請求項1】
発酵L−乳酸を不活性ガス雰囲気中で段階的に減圧および昇温させることにより環状型および開環型の縮重合による低分子低重合ポリ乳酸および乳酸オリゴマーを有する低分子低重合ポリ乳酸液を得る工程を基本とする。
前記、L−乳酸の縮重合の際、脱水分離された蒸留液からも、環状型および開環型を有する低分子低重合ポリ乳酸を回収する工程。
前記、縮重合および脱水分離蒸留による低分子低重合ポリ乳酸液回収後、フリーズドライによる粉末化とその形状が可溶性であることを特徴とする製造法
【請求項2】
また、前記請求項1の低分子低重合ポリ乳酸の原液または、希釈液及び粉末は、殺菌、殺カビ、抗菌、抗カビ、防腐効力、抗酸化作用、並びに抗ウイルスとしての防衛を有することの機能性。
【請求項3】
請求項1から2までの低分子低重合ポリ乳酸含を有することを特徴とする機能性の使用範囲。
前記、殺菌、殺カビ、抗菌、抗カビ、防腐、抗酸化力及び防ウイルス機能を目的とする食品添加、機能性食品、生鮮食品添加、日曜品、建築用資材、医薬品、化粧品、養殖池及び養殖用水槽への添加、観賞魚用水槽添加。
以上 当該低分子低重合ポリ乳酸液は、請求項1から3までの製造法と機能性と使用範囲。

【図1】
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【公開番号】特開2010−185062(P2010−185062A)
【公開日】平成22年8月26日(2010.8.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−52646(P2009−52646)
【出願日】平成21年2月12日(2009.2.12)
【出願人】(502248348)株式会社ザ・フォレスト (1)
【出願人】(508193161)株式会社ラクティブ ジャパン (2)
【出願人】(509063856)
【出願人】(505392488)
【出願人】(509063867)
【出願人】(509063878)
【出願人】(509063889)
【出願人】(509063890)
【出願人】(508193183)
【出願人】(508193194)
【出願人】(508193208)
【Fターム(参考)】