注目研究

　国立高専の注目研究を、ライフサイエンス、環境・エネルギー、製造技術、材料・装置デバイス、機械、建築・土木、情報・通信、計測・分析、自然・科学、人文・社会の１０の分野に分けて紹介します。

研究ネットワークについて：日本全国に設置された５１の国立高専に所属する研究者がネットワークを形成して、さまざまな分野で新産業につながる研究開発を行っています。全国各地で研究している研究者が連携することで、難解な技術問題に対して複合融合的なアプローチを行い、答えを見いだします。

GEAR5.0（研究成果の社会実装を通じた技術者教育の高度化）について：こちらをご覧ください。

高専発！「Society 5.0型未来技術人財」育成事業（GEAR 5.0／COMPASS 5.0）：こちらをご覧ください。

事例紹介

研究分野

ライフサイエンス

分類

タイトル

三陸地域資源を活用した機能性素材・食品の開発

氏名

戸谷　一英

学校名

一関工業高等専門学校

所属学科等

物質化学工学科

職名

教授

プロフィール写真

概要

三陸地域資源であるイカの中骨からβキチンおよびβキトサンを調製、ナノファイバー化し、機能性食品、化粧品、再生医療、抗菌・抗ウイルス分野への応用を検討しています。生体親和性が高いβキチンナノファイバーは高い粘性と吸水性や正電荷を有することから、多様な物質を担持・徐放できる可能性があります。

本文

＜イカ中骨からいろいろな機能性素材が製造可能です＞
　三陸地域資源であるイカの中骨に30%程度含まれるβキチンは、N-アセチルグルコサミンを構成単糖とする多糖であり、セルロース系バイオマスと同様に直径3～5 nmのミクロフィブリル（キチン鎖数十本単位）が束になった構造をとっています。我々は中骨をトンスケールで収集し、HCl（脱灰）とNaOH（除蛋白）処理をしてβキチンとし、様々な機能性素材に変換する技術を開発して来ました（図1）。

図1　イカ中骨から製造可能なキチン系機能性素材

　　　　　図１　イカ中骨から製造可能なキチン系機能性素材

＜高い粘性と保水性を有するナノファイバーを創りました＞
　βキチンを乾式粉砕し、蒸留水中で湿式解繊処理（ウォータージェット処理）するとβキチンナノファイバーが得られます。βキチンを部分脱アセチル化したキトサンも同様にナノファイバー化可能です。

イカ中骨をHCl→NaOHの順番で処理（①）した場合、透明度や粘性が低く、ファイバー径が数十nm前後の解繊度の低いβキチンナノファイバーが得られます。一方、NaOH→HClの順番で処理（②）した場合は、透明度や粘性が高く、直径5 nm前後で高度なネットワーク構造を有するβキチンナノファイバーが得られました（電顕撮影、産総研関西センター）。

　　　　図２　部分脱アセチル化β-キチン・キトサンナノファイバーの調製

＜今後の展開＞

・ナノファイバーに様々な機能性物質を担持させ、生理活性や徐放性を確認します。甲殻アレルギーの心配がないことから、化粧品、機能性食品分野への展開を目指します。

・抗菌・抗ウイルス分野へも展開します。マスクやエアフィルターを想定しています。

その他特記事項

電話

0191-24-4623（1F実験室兼居室）4675（2F居室）

E-Mail

ktotani＊ichinoseki.ac.jp

ホームページ

http://www.ichinoseki.ac.jp/gyoseki/che/TotaniKazuhide.html

掲載年度

2015年度

一覧へ