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水だけを用いたイカ中骨からの

βキチン製造方法

一関工業高等専門学校 物質化学工学科

教授 戸谷 一英

（信州大学繊維学部 准教授 長田 光正）

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キチンとは

O

H

HO

H

OHHO

H OH

H

OCH3

O

H

HO

H

NHHO

H OH

HCn

n

キチン

(基本単位は

N-アセチルグルコサミン） 地球上で２番目に多い

バイオマス資源

セルロース

(基本単位はグルコース） 地球上で一番多い

バイオマス資源

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・発生量 年間１００トン

・貴重なβキチンや

ペプチドを含む

イカ中骨

背 景

スルメイカ

三陸地域の水揚げ量

2万トン/年

加工品（塩辛など）として出荷

イカ中骨の成分

β-キチン

(約30 wt%)

タンパク質

(約70 wt％)

無機成分

（約1 wt%）

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② N-アセチルグルコサミン

(NAG、関節症痛、美肌効果)

糖転移反応 キトビアーゼ

③ キチン2糖(NAG2) (NN’-ジアセチルキトビオース)

キチナーゼ

イオン交換樹脂

結晶化 SEM, X 60,000

100 nm

図 三陸産イカ中骨を原料とする機能性素材の製造

平行構造，低密度（低結晶性），水和水有り，簡単に水で膨潤，酵素分解容易

生体親和性高い！

イカ中骨

脱灰(酸処理)・除蛋白(アルカリ処理)

β-キチン

④ 各キチンオリゴ糖(2～7糖)

(キチン6糖に抗癌性など)

溶媒沈殿

クロマト分離

Conc. HCl分解

逆平行，高密度（高結晶性），強固な水素結合，水和水無し，水・溶媒に不溶，低反応性

脱灰・除蛋白

α-キチン

カニ殻

湿式解繊処理

粉末β-キチン

β-キチン有効利用

イカ由来の中骨を原料としたβ-キチンナノファイバー（①）を試作しました。均一にナ

ノ分散した透明度と粘性の高いナノファイバーです。機能性食品、化粧品基材、再生医療などへの展開が期待されます。現在サンプル提供中です。

① β-キチンナノファイバー

(β-CNF：2～10wt%)

β-キチン

乾式粉砕

日本キチン・キトサン学会HPより

1 kg ～10億円（研究用） 1 kg 数万円～ 1 kg 数万円～（1～10 wt%）

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健康美容食

変形性関節症

抗炎症

骨代謝亢進

ﾋｱﾙﾛﾝ酸産生

保湿効果

肌細胞活性化

製造助剤

美容素材

ﾋｱﾙﾛﾝ酸産生

保湿効果

肌細胞活性化

皮膚保護

安定剤

再生医療

創傷治癒シート

培養細胞用基材

分化誘導

DDS

機能性ペプチド

β-キチンナノファイバー(β-CNF)

イカ N-アセチルグルコサミン(NAG)・キチンオリゴ糖

◎ ◎ ◎

◎ ○ ○

◎ ○ ◎

イカβ-キチン → ナノファイバー，N-アセチルグルコサミン

生体に好ましい物性で新素材を創出！ ナノファイバー化による表面積増大で機能性増幅 甲殻アレルギーの表示義務なし（カニ，エビ由来品は表示義務有り）

イカ中骨を利用した製品の用途・イメージ

平行構造，低密度（低結晶性），水和水有り，簡単に水で膨潤，酵素分解容易

生体親和性高い！ β-キチン

β-キチンナノファイバー

新規性

需 要

イカ由来NAG

機能性ペプチド

キチンオリゴ糖

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β-キチンナノファイバーの製造 イカ中骨: 三陸産スルメイカ

繊維状β-キチン

粉末β-キチン

β-キチンナノファイバー（β-CNF） (2 - 10wt%)

HCl 処理(脱灰)・NaOH 処理(除蛋白)

乾式粉砕: カッターミル(CM), ハンマーミル(HM), 転動ボールミル(TM), 気流式ミル(CyM, DB)

3～5nm6本

6本 キチンミクロフィブリル

Water jet の力

after 12h

湿式解繊処理: Star Burst (スギノマシン)

急速凍結ディープエッチ・レプリカ法と

高角度環状暗視野走査透過型電子顕微鏡(HAADF-STEM)

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従来技術とその問題点

• キチンを抽出するために

酸処理による脱灰、

アルカリ処理による脱タンパク質

を行うため、廃液処理施設も必要となる

• タンパク質はアルカリ廃液とともに

廃棄されてしまう

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Ｖ

β‐キチン

ペプチド

本研究の目的

イカ中骨

高温高圧水処理によりイカ中骨から β-キチンおよびペプチド製造

三陸で大量に発生している イカ廃棄物の有効利用

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本実験方法

イカ中骨0.1g＋蒸留水3～5g

ステンレス製反応器

溶融塩炉

150～250℃

1〜180min反応

0.4～8.6MPa

SUS316製 内容積6ml

冷却後，蒸留水でろ過回収

・固体残渣（βキチン）

・水溶液(ペプチド)

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分析方法

水溶液

（ペプチド）

・ペプチドの定量(Lowry法)

標準タンパク：イカ中骨由来タンパク質

・炭素量の定量

全有機体炭素計(TOC)

・分子量分布測定(HPLC)

・アンジオテンシン変換酵素

(ACE)阻害活性(HPLC)

固体残渣

(β-キチン)

・XRD測定，IR測定

・分子量測定(HPLC) 溶媒：５%塩化リチウム／ジメチルアセトアミド溶液

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各種計算について

重量変化率[%]＝ ×100

タンパク質抽出率[%]＝ ×100

イカ中骨 固体残渣の重量[ｇ]

仕込んだイカ中骨の重量[ｇ]

仕込んだイカ中骨の重量[ｇ]

抽出されたタンパク質重量[ｇ]

12

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

重量変化率

[%]

反応時間[min]

150℃

200℃250℃

高温高圧水での処理後のイカ中骨の重量変化

ペプチド

水溶液

固体残渣

(β-キチン)

13 13

固体残渣のXRDパターン (200℃)

2θ [°]

Inte

nsity [-]

処理時間の増大にともない

βキチンのピーク形状に近づく

0 10 20 30 40

20 min

β−キチン

60 min

3 min

未処理

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新技術の特徴・従来技術との比較

• 従来技術の問題点であった

酸処理による脱灰、

アルカリ処理による脱タンパク質

が不要となる

• 本技術により、水のみでキチンを製造可能

• 従来廃棄していたタンパク質も利用可能

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想定される用途

• 低環境負荷型の αキチン および βキチンの製造

• 本技術は、様々なタンパク質（コラーゲンや

ポリペプチド）の水のみを用いた抽出にも

適用可能な技術

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実用化に向けた課題

• 現在、実験室レベル（数十グラム）での検討に留まっている

• 実用化のためには、高温高圧水処理の

処理量の向上が必要である

• βキチンおよびポリペプチドの用途開発

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企業への期待

• 機能性食品素材を取り扱う企業との共同研究を希望。

• 実用化レベルでの高温高圧水処理技術を 有する企業との共同研究も希望。

• βキチンナノファイバーなど新規材料の

機能評価が可能な企業との共同研究を希望。

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本技術に関する知的財産権

• 発明の名称 ：有機物の製造装置および製造方法

• 出願番号 ：2010-144174

• 出願人 ：国立高等専門学校機構

• 発明者 ：戸谷一英、長田光正

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産学連携の経歴

• 2008年-2011年

（独）生物系特定産業技術研究支援センター

「イノベーション創出基礎的研究推進事業」に採択

• 2012年-2015年 JST 復興促進プログラム

（マッチング促進）事業に採択

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お問い合わせ先

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地域共同テクノセンター長（コーディネーター）

郷 冨夫

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