説明

抗菌剤の製造方法およびその抗菌剤ならびに抗菌性水溶液

【課題】日本国沿岸に広く生息している赤貝の貝殻を原材料とすることで原料コストを低減させるとともに、優れた抗菌効果を発揮させることができる抗菌剤の製造方法およびその抗菌剤ならびに抗菌性水溶液の提供。
【解決手段】乾燥させた赤貝の貝殻を乾燥させる工程と、乾燥後の前記貝殻を990〜1100℃で加熱して酸化焼成して酸化カルシウム化する工程と、酸化焼成後の前記貝殻を冷却しつつ加湿して水酸化カルシウム化する工程と、水酸化カルシウム化させた前記貝殻を粉砕した後に最大粒子径が75μm以下となるように微粉砕して抗菌剤として分取する工程とを経て抗菌剤を生成するとともに、該抗菌剤を水に溶解させて抗菌性水溶液とした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、赤貝の貝殻を原材料とする抗菌剤の製造方法およびその抗菌剤ならびに抗菌性水溶液に関する技術である。
【背景技術】
【0002】
塩素系化合物は、従来より抗菌剤として使用されてきてはいるものの、排水処理時にトリハロメタンを発生させたり、焼却処理時にダイオキシンを発生させるなど、地球環境に負荷をかける難点があった。
【0003】
一方、地球環境に優しい抗菌剤としては、例えば特許文献1に開示されているように天然素材であるホッキ貝の貝殻を原材料とするものも既に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第3420129号公報
【0005】
すなわち、特許文献1に開示されている抗菌剤は、ホッキ貝の貝殻を不活性ガス雰囲気で加熱、昇温し、最終到達温度850〜950℃で焼成して得た抗菌剤であって、かつ、前記抗菌剤の粉砕後の最大粒子径は100μm以下、平均粒子径は1〜50μmとしたことを特徴とするものである。
【0006】
このため、特許文献1の抗菌剤による場合には、O−157等の大腸菌、黄色ブドウ球菌、緑膿菌、真菌、サルモネラ菌、腸炎ビブリオ等の食中毒菌のほか、ウイルスに対しても低濃度で殺菌効果を示し、さらにはその抗菌機能も長く保持させることができるとされている。
【0007】
また、ホッキ貝の貝殻粉末は、食品添加剤にも使用されているカルシウム主体の天然性素材であることから、人体に対して安全な抗菌剤として提供することができるほか、廃棄処理が必要になった際であっても大気、排水および土壌を汚染することがないともされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかし、特許文献1の抗菌剤による場合には、鹿島灘以北にしか生息していないホッキ貝を用いることから、生息地域が限られてその採取量も相対的に少ないために回収される貝殻も量的に必ずしも十分とはいえず、原料コストがそれだけ高くなる不都合があった。
【0009】
本発明は、従来技術にみられた上記課題に鑑み、北海道南部から九州までの内湾・内海に広く生息している赤貝の貝殻を原材料として用いて原料コストを低減させるとともに、より優れた抗菌効果を発揮させることができる抗菌剤の製造方法およびその抗菌剤ならびに抗菌性水溶液を提供することに目的がある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は、上記目的を達成すべくなされたものであり、そのうちの第1の発明(製造方法)は、乾燥させた赤貝の貝殻を乾燥させる工程と、乾燥後の前記貝殻を990〜1100℃で加熱して酸化焼成して酸化カルシウム化する工程と、酸化焼成後の前記貝殻を冷却しつつ加湿して水酸化カルシウム化する工程と、水酸化カルシウム化させた前記貝殻を粉砕した後に最大粒子径が75μm以下となるように微粉砕して抗菌剤として分取する工程とを経ることを最も主要な特徴とする。
【0011】
また、第2の発明(抗菌剤)は、請求項1の製造方法で製造したことを最も主要な特徴とする。
【0012】
さらに、第3の発明(抗菌性水溶液)は、請求項2の抗菌剤を水1リットルに対し0.5〜1.5gを溶解させた強アルカリ性の抗菌性水溶液であることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
請求項1の発明によれば、原材料として北海道南部から九州までの内湾・内海に広く生息している赤貝の貝殻を用いることができるので、材料コストを大幅に低減することができるほか、環境に優しい天然性素材による優れた殺菌効果とウイルス不活性効果とを有する抗菌剤を製造することができる。
【0014】
請求項2の発明によれば、原材料が天然性素材である赤貝の貝殻であることから、人体に対して安全な抗菌剤として提供することができるだけでなく、大気、排水および土壌を汚染することなく廃棄処理することができるほか、優れた殺菌効果とウイルス不活性効果とを発揮させることができる。また、浴場、砂場、土壌改良、および家畜の飼料に殺菌のために混入させたり、建築塗料に混ぜてシックハウスの対策の一助としたり、pH調整剤として好適に使用することもできる。
【0015】
請求項3の発明によれば、pH12以上の強アルカリ性水溶液として生鮮食品用の洗浄液として好適に用いることができる。また、調理器具、台所のフキン、おしぼり、箸、哺乳瓶、歯ブラシ、入れ歯などのように洗剤を使用したくない物を除菌する際に使用することができるほか、腐敗臭やアンモニア臭を消臭するために使用することもできる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明の原材料は、九州有明海に分布するクマサルボウ貝を含む赤貝(二枚貝)であり、その肉は美味な食用として用いられているものの、長さが10cm程度の貝殻は有効利用されることなく廃棄されていることから、安価に入手することができる。
【0017】
入手された赤貝の貝殻は、海藻やコケなどの付着物を取り除くためそのままの大きさで天日にて1〜2年間乾燥させた後に、カルシウムの純度を高めるためにコークスで加熱して990℃〜1200℃の焼成温度のもとで酸化焼成することにより、酸化カルシウム化させる。
【0018】
そして、酸化カルシウム化させた赤貝の貝殻は、200℃〜400℃の冷却温度のもとでの冷却時に、その量の10〜30%の割合のもとで90℃以下の温度の水道水の水蒸気に30分〜1時間当てて水分を与えることで水酸化カルシウム化する。
【0019】
水酸化カルシウム化された貝殻は、粉砕機を用いて粉砕され、粉砕した後の粉末を200メッシュ(75μm)のふるいにかけて粒子径75μm以下の微粉末として分取することで、抗菌剤として回収する。
【0020】
このような微粉末として回収された抗菌剤は、水道水を含む水1リットルに対し0.5〜1.5g(各地方の水道水のpH値との関係で適宜選択)、例えば1gを溶解させることにより、そのカルシウム成分からpH12以上の強アルカリ性の抗菌性水溶液を得ることができる。
【実施例】
【0021】
抗菌剤は、赤貝(クマサルボウ貝)の貝殻を天日にて1〜2年間乾燥させた後、コークスで1000℃の酸化雰囲気中で加熱し、その放冷時に90℃の水蒸気を与えて100℃まで温度を下げた後に常温にまで自然冷却させた上で、「マキノ式粉砕機(DDシリーズ)」を用いて粉砕した後、200メッシュ(75μm)のふるいにかけて粒子径75μm以下の微粉末とすることで生成し、以下の実験に用いる検体成分とした。
【0022】
表1は、上記生成プロセスを経て生成された赤貝の貝殻を原材料とする抗菌剤を用いてなる検体につき、対照との比較のもとで「佐賀県窯業技術センター」に依頼して行われた定量分析(佐窯技第764号)の分析結果である。
【0023】
【表1】

【0024】
次に、本発明に係る抗菌剤について財団法人日本食品分析センターが行った試験液1mL当たりの生菌数測定結果を表2として、作用液のウイルス感染価測定結果を表3として、それぞれ以下に示す。
【0025】
表2は、表1に示す抗菌剤(検体)を用いて細菌に殺菌効果を試験した結果を示す。試験の概要は、検体懸濁液を遠心分離し、得られた上澄み液に大腸菌大腸菌,血清型O157:H7,ベロ毒素1および2型産生株),サルモネラ,黄色ブドウ球菌または腸炎ビブリオの菌液を接種後(以下「試験液」という。)、室温で保存し、経時的に該試験液中の生菌数を測定することで行った。表2中の「<10」は「検出せず」を、「−」は「実施せず」をそれぞれ意味する。また、「対照」には「精製水(黄色ブドウ球菌は生理食塩水、腸炎ビブリオはは3%塩化ナトリウム溶液)」を用いた。保存温度は室温である。なお、菌液接種後の対照の生菌数を測定した際を開始時とした。
【0026】
【表2】

【0027】
試験方法の具体的な内容は、以下のとおりである。
(1)試験菌株:Eschericha coil ATCC 43895(大腸菌,血清型O157:H7,ベロ毒素1および2型産生株)、Salmonella enterica subsp.enterica NBRC 3313(サルモネラ)、Staphylococcus aureus subsp. aureus NBRC 12732(黄色ブドウ球菌)、およびVibrio parahaemolyticus RIMD (腸炎ビブリオ)2210100の4種を用いた。
(2)菌測定用培地および培養条件
大腸菌、サルモネラおよび黄色ブドウ球菌:SCDLP寒天培地(日本製薬株式会社)で、混釈平板培養法により35℃±1℃で2日間培養。
腸炎ビブリオ:3%塩化ナトリウム加SCDLP寒天培地で、混釈平板培養法により35℃±1℃で2日間培養。
(3)試験菌液の調整
大腸菌、サルモネラおよび黄色ブドウ球菌:各試験菌を普通寒天培地(栄研化学株式会社)で35℃±1℃、18〜24時間培養した後、生理食塩水に浮遊させ、菌数が10〜10/mLとなるように調製し、これを試験菌液とした。
腸炎ビブリオ:試験菌を3%塩化ナトリウム加普通寒天培地で35℃±1℃、18〜24時間培養した後、3%塩化ナトリウム溶液に浮遊させ、菌数が10〜10/mLとなるように調製し、これを試験菌液とした。
(4)試験操作
大腸菌、サルモネラまたは黄色ブドウ球菌は、各検体懸濁液(精製水1Lに対し、検体1.5gの割合で混合したもの)を遠心分離(1000r/min,5分間)し、得られた上澄み液10mLに試験菌液0.1mL接種し、試験液とした。室温で保存し、5,15,30および60分後に試験液をSCDLP寒天培地(日本製薬株式会社)で直ちに10倍に希釈し、それぞれの試験液中の生菌数を菌数測定培地を用いて測定した。腸炎ビブリオは、その検体懸濁液(精製水1Lに対し、検体1.5gの割合で混合したもの)を遠心分離(1000r/min,5分間)し、得られた上澄み液10mLに試験菌液0.1mL接種し、試験液とした。室温で保存し、5,15,30および60分後に試験液を3%塩化ナトリウム加SCDLP寒天培地で直ちに10倍に希釈し、試験液中の生菌数を菌数測定培地を用いて測定した。なお、対照については、精製水(黄色ブドウ球菌は生理食塩水、腸炎ビブリオは3%塩化ナトリウム溶液)を用いて同様に試験し、開始時と60分後とに生菌数を測定した。
【0028】
表2によれば、上記試験液を含まない各対照をそのまま放置した場合には、それぞれの細菌が試験開始時より増殖していたり、開始時とさほど変化することなく存在していることが確認されるが、各検体による場合には、それぞれの細菌が検出されなかったり、検出されても試験開始時よりは大幅に減少させることができることを確認することができる。
【0029】
表3は、表1に示す抗菌剤(検体)を用いてウイルスに対する不活性化試験を行った結果を示す。試験の概要は、検体懸濁液を遠心分離し、得られた上澄み液を試験液とした。該試験液には、インフルエンザウイルスまたはネコカリシウイルスのウイルス浮遊液を添加、混合し、作用液とした。室温で作用させ、5,15,30及び60分後に該作用液のウイルス感染価を測定することで行った。なお、ネコカリシウイルスは、細胞培養が不可能なノロウイルスの代替ウイルスとして広く使用されている。表3中の「TCID50」は、50%組織培養感染量(median tissue culture does)を意味し、「logTCID50/mL」は、作用液1mL当たりのTCID50の対数値を示す。また、「ネコカリシウイルス」は、既に述べたようにノロウイルスの代替ウイルスである。「検体」欄の数値は、精製水1Lに対し、検体1.5gの割合で混合したものを遠心分離した上澄み液について試験したものである。「開始時」欄の数値は、作用開始直後の対照のTCID50を測定した際の数値である。対照は、精製水である。作用温度は室温である。なお、表3中の「***」は「試験実施せず」を、<1.5」は「検出せず」をそれぞれ意味する。
【0030】
【表3】

【0031】
試験方法の具体的な内容は、以下のとおりである。
(1)試験ウイルス:インフルエンザウイルスA型(H1N1)とFeline calicivirus F-9 ATCC VR-782(ネコカリシウイルス)とを用いた。
(2)使用細胞:インフルエンザウイルス:MDCK(NBL-2)細胞 ATCC CCL-34株(大日本製薬株式会社)、ネコカリシウイルス:CRFK細胞(大日本製薬株式会社)
(3)使用培地
・細胞増殖培地:イーグルMEM培地「ニッスイ」1(日水製薬株式会社)に牛胎仔血清を10%加えたものを使用した。
・細胞維持培地
インフルエンザウイルスは、以下の組成の培地を使用した。
イーグルMEM培地「ニッスイ」1 1000.0mL
10%NaHCO2 14.0mL
L-グルタミン(30g/L) 9.8mL
100×MEM用ビタミン液 30.0mL
10%アルブミン 20.0mL
0.25%トリプシン 20.0mL
ネコカリシウイルス:
イーグルMEM培地「ニッスイ」1に牛胎仔血清を2%加えたものを使用した。
(4)ウイルス浮遊液の調製
・細胞の培養
細胞増殖培地を用い、使用細胞を組織培養用フラスコ内に単層培養した。
・ウイルスの接種
単層培養後にフラスコ内から細胞増殖培地を除き、試験ウイルスを接種した。次に、細胞維持培地を加えて37℃±1℃の炭酸ガスインキュベーター(CO2濃度:5%)内で1〜5日間培養した。
・ウイルス浮遊液の調製
培養後、倒立位相差顕微鏡を用いて細胞の形態を観察し、細胞に形態変化(細胞変性効果)が起こっていることを確認した。次に、培養液を遠心分離(3000r/min,10分間)し、得られた上澄み液をウイルス浮遊液とした。
(5)試験操作
検体懸濁液(精製水1Lに対し、検体1.5gの割合で混合したもの)を遠心分離(1000r/min,5分間)し、得られた上澄み液を試験液とした。試験液1mLにウイルス浮遊液0.1mLを添加、混合し、作用液とした。室温で作用させ、5,15,30および60分後に細胞維持培地を用いて10倍に希釈した。なお、対照については、精製水を用いて同様に試験し、開始時と60分後とに測定を行った。
(6)ウイルス感染価の測定
細胞増殖培地を用い、使用細胞を組織培養用マイクロプレート(96穴)内で単層培養した後、細胞増殖培地を除き、細胞維持培地を0.1mLずつ加えた。次に、作用液の希釈液0.1mLを4穴ずつに接種し、37℃±1℃の炭酸ガスインキュベーター(CO2濃度:5%)内で4〜7日間培養した。培養後、倒立位相差顕微鏡を用いて細胞の形態変化(細胞変性効果)の有無を観察し、Reed-Muench法により50%組織内容感染量(TCID50)を算出して作用液1mL当たりのウイルス感染価に換算した。
【0032】
表3によれば、上記試験液を含まない各対照をそのまま放置した場合には、インフルエンザウイルスについてはやや増殖し、ネコカリシウイルスについては極く微量しか減少しないことが確認されたが、各検体による場合には、インフルエンザウイルスとネコカリシウイルスとのいずれについても検出されないことが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【0033】
本発明に係る抗菌剤は、優れた抗菌効果を有しているため、水道水等の水に溶解させることで、手の消毒や布巾等の消毒するための抗菌性水溶液として利用したり、農作物を含む生鮮食品のための洗浄液としても利用することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
乾燥させた赤貝の貝殻を乾燥させる工程と、乾燥後の前記貝殻を990〜1200℃で加熱して酸化焼成して酸化カルシウム化する工程と、酸化焼成後の前記貝殻を冷却しつつ加湿して水酸化カルシウム化する工程と、水酸化カルシウム化させた前記貝殻を粉砕した後に最大粒子径が75μm以下となるように微粉砕して抗菌剤として分取する工程とを経ることを特徴とする抗菌剤の製造方法。
【請求項2】
請求項1の製造方法で製造したことを特徴とする抗菌剤。
【請求項3】
請求項2の抗菌剤を水1リットルに対し0.5〜1.5gを溶解させて強アルカリ性水溶液としたことを特徴とする抗菌性水溶液。

【公開番号】特開2011−207779(P2011−207779A)
【公開日】平成23年10月20日(2011.10.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−74593(P2010−74593)
【出願日】平成22年3月29日(2010.3.29)
【出願人】(399081235)株式会社サクセス (1)
【Fターム(参考)】