JP2000136353A - ゼラチン製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高純度のゼラチンを短時間、高収率、低コス
トで製造する方法を提供することである。 【解決手段】 コラーゲン含有物質を調達し；コラーゲ
ン含有物質を脱塩してオゼインを生成し；次いで前記オ
ゼインに対して少なくとも１０ｐｐｂの濃度でプロテア
ーゼを含有する酵素溶液を、前記オセインを可溶化する
のに十分な時間添加して、０．５〜６重量％で且つ所定
粘度でゼラチンを含有する酵素溶液を調製することを含
んでなるゼラチンの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゼラチンの製造に
関する。さらに詳細には、本発明はコラーゲン含有材料
から高品質のゼラチンを抽出する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】写真フィルム及び写真紙の製造では、通
常、支持体には多層をコーティングする。各種層は、最
終製品において異なる個別の機能を有し、多くの場合、
それらの層は別個のままで、互いに混合しないことが必
要である。例えば、単純なカラー写真フィルムは、サブ
コーティング、青感性層、緑感性層、赤感性層、１層以
上のカラーフィルター塗膜等を有することができる。約
１５層を有するフィルムが、例えば、ヨ−ロッパ特許第
２５７ ５１５号に開示されている。

【０００３】写真要素を形成する際、当該技術分野にお
いて知られている各種操作を用いて、それらの層を支持
体に施すことができる。例えば、含浸コーティング、ロ
ーラーコーティング、スプレーコーティング、ビーズコ
ーティング等で、それらの層を施すことができる。米国
特許第２，７６１，７９１号、第３，５０８，８４７
号、第３，５３９，６４４号及びＲｅｓｅａｒｃｈ Ｄ
ｉｓｃｌｏｓｕｒｅ、Ｎｏ．３０８，１９８９年１２
月、１００７〜８頁に引用されているこの種の他の特許
に開示されているように、２層以上を同時に施すことが
できる。これらの特許では、コーティング操作及び乾燥
操作が検討されている。

【０００４】画像形成用途のためには、一般に高純度ゼ
ラチンが必要である。現在、高純度ゼラチンを得るため
の製造方法は、骨の脱塩、それに続く長時間にわたるア
ルカリ処理（石灰化）、そして最終的に高温水によるゼ
ラチン抽出を含む。アルカリ処理オセインと通常称せら
れるこの方法は、多年にわたりゼラチン工業界において
各種の改良が加えられて存在してきた。この方法の石灰
化工程は、６０日にのぼる期間を要し、略３月にわたる
ゼラチン製造法の中で最長の工程である。ゼラチン製造
のための現在の石灰化オセイン法は長期間を要するの
で、ゼラチン製品を大量に在庫させる必要性が生じる。
米国特許第４，８２４，９２９号は、骨の脱塩に適した
方法を開示している。

【０００５】本発明は、脱塩オセインからゼラチンを抽
出するために、プロテイン加水分解酵素の作用を利用す
る、高純度ゼラチンの新規製造方法を開示する。本明細
書に開示する酵素ゼラチン製造方法では、広範囲の粘度
にわたって着色が極めて低く、ゲル強度が高いゼラチン
が生成する。この高純度の酵素抽出ゼラチンは、石灰化
工程が排除又は短縮されるので、ゼラチン製造サイクル
時間が劇的に短縮して製造される。さらに、この低温度
酵素ゼラチン製造方法では、収量増加、化学薬品のコス
ト低下、水使用量の低下及び装置コストの低下により、
ユニット製造コストが低下する結果となる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、コラーゲン含
有材料を調達し、次いで前記コラーゲン含有材料を脱塩
( demineralizing) してオセインを生成するゼラチン製
造方法である。前記オセインに対して少なくとも１０ｐ
ｐｂの濃度でプロテアーゼを含有する酵素溶液を、前記
オセインを可溶化するのに十分な時間添加して、０．５
〜６重量％で且つ所定粘度でゼラチンを含有する溶液を
調製する。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明は、ゼラチン抽出のために
プロテイン加水分解酵素を利用して、コラーゲン含有材
料からゼラチンを製造する方法を開示する。オセインを
製造するために脱塩されたコラーゲン含有材料を均質化
又は粉砕し、次いでプロテアーゼ溶液に、所定粘度のゼ
ラチンを抽出するのに十分な時間添加する。オセインは
０．２５インチ（０．３１３ｃｍ）未満のサイズまで粉
砕するのが好ましい。プロテアーゼ濃度は、少なくとも
１０ｐｐｂ、好ましくは１００ｐｐｂ、最も好ましくは
少なくとも１ｐｐｍである。抽出後、ゼラチンを透明化
し、濾過し、酸化又は脱イオン化して、濃縮及び乾燥前
に所望レベルのミクロ構成物を得てもよい。オセインに
対する酵素の作用速度は、酵素濃度、ｐＨ、温度及び時
間と相関する。これらのファクターは、酵素に合わせて
最適化する。

【０００８】典型的なコラーゲン含有材料としては、皮
膚、骨、獣皮及び動物体の結合組織が挙げられる。動物
体の原料としては、ウシ、ブタ及びヒツジが挙げられ
る。高品質ゼラチンの製造用コラーゲンにとって最も好
ましい原料は、ウシ骨である。製造の際の結合開裂は変
動し得るので、ゼラチンは各種長さに分布したプロテイ
ンから構成される。水性サイズ排除クロマトグラフィに
より、ゼラチンの分子量分布を測定分析することができ
る。この分布は、以下のを含有するものとされている；
高分子量もしくはＨＭＷ（＞２５０キロダルトン）；β
（２５０〜１５０キロダルトン）；α（１５０〜５０キ
ロダルトン）；サブα（５０〜２０キロダルトン）；及
び低分子量もしくはＬＭＷ（２０〜４キロダルトン）。
一般に、ゲル強度の高さは、ゼラチンα画分含有量の高
さと相関し、そして粘度の高さは、ゼラチンＨＭＷ画分
含有量の高さと相関する。

【０００９】酵素は生物学的触媒である。伝統的な化学
触媒と同様に、酵素は、非触媒反応より低い活性化エネ
ルギーの遷移状態を作り出すことにより生物学的反応速
度を速める。伝統的な化学触媒と異なり、酵素はその性
質が生物学的である。酵素は、それらが触媒する反応に
対して特異的なプロテインである。換言すれば、酵素は
基質に対する特異性を示す。プロテアーゼは、プロテイ
ン及びペプチド中のペプチド結合の加水分解を触媒する
酵素である。プロテアーゼは、ＧｅｎｅｃｏｒＩｎｔｅ
ｒｎａｔｉｏｎａｌ又はＮｏｖｏ Ｎｏｒｄｉｓｋから
入手可能である。

【００１０】酵素は、酵素の活性部位を共有結合により
且つ永久的に改変する薬剤又は方法により、非可逆的に
不活性となる。典型的に、プロテインを変性させる反応
により、このことが達成される。例えば、極度のｐＨ又
は高温。酵素抽出ゼラチンの精製を各種方法で行って、
所望レベルのミクロ構成物を得ることができる。濾過
を、脱イオン化、酸化又は透明化工程と組み合わせるこ
とができる。非ゼラチンプロテイン及び脂質を除去する
ような綿状塊を介して、ゼラチンを更に透明化すること
ができる。精製後、逐次酵素により製造されたゼラチン
抽出物を液状形で配合し、その後濃縮してもよい。濃縮
は、蒸発法により行う。濃縮ゼラチンは、液状形で使用
し、急冷するか又は乾燥することができる。

【００１１】本発明を、以下の例により具体的に説明す
る。

【００１２】

【実施例】例１：オセインの酵素抽出物からのゼラチン ウシ骨からのオセインを、０．１２５インチ（０．３１
３ｃｍ）まで粉砕し、ｐＨを１１に調整し、次いで１ｐ
ｐｍのＰｒｏｔｅｘ ６Ｌ（ＧｅｎｅｎｃｏｒＩｎｔｅ
ｒｎａｔｉｏｎａｌ）、プロテアーゼを含有する溶液に
５０℃で、ゼラチンを抽出するのに十分な時間（約８〜
１５時間）添加した。抽出物の温度を１００℃まで１分
間上昇させることによりＰｒｏｔｅｘ ６Ｌを不活性化
した。抽出後、すべての画分をプールし、透明化し、濾
過し、濃縮乾燥した。得られたゼラチン（Ｅ１）を以下
に記載する。

【００１３】

【表１】

【００１４】例２：部分石灰化オセインの酵素抽出物か
らのゼラチン ウシ骨からの部分石灰化オセイン（石灰中に１１日）
を、０．１２５インチ（０．３１８ｃｍ）まで粉砕し、
ｐＨを７に調整し、次いで１ｐｐｍのＰｒｏｔｅｘ ６
Ｌ（Ｇｅｎｅｎｃｏｒ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）
を含有する溶液に、５０℃でゼラチンを抽出するのに十
分な時間添加した。抽出物の温度を１００℃まで１分間
上昇させることにより、Ｐｒｏｔｅｘ ６Ｌを不活性化
した。抽出後、すべての画分をプールし、透明化し、濾
過し、濃縮乾燥した。得られたゼラチン（Ｅ２）を以下
に記載する。

【００１５】

【表２】

【００１６】例３：完全石灰化オセインの酵素抽出物か
らのゼラチン ウシ骨からの完全石灰化オセインを、０．１２５インチ
（０，３１８ｃｍ）まで粉砕し、ｐＨを９に調整し、次
いで２ｐｐｍのＮｅｕｔｒａｓｅ（ＮｏｖｏＮｏｒｄｉ
ｓｋ）、プロテアーゼを含有する溶液に、５０℃でゼラ
チンを抽出するのに十分な時間添加した。抽出物の温度
を１００℃まで１分間上昇させることにより、Ｎｅｕｔ
ｒａｓｅを不活性化した。抽出物の分子量分布特性を以
下に示す。

【００１７】

【表３】

【００１８】出発原料の完全石灰化オセイン中のゼラチ
ン含有量を、アミノ酸分析により測定し、ゼラチン抽出
量と比較してゼラチン収量９６％を算出した。骨からの
ゼラチンの理論的最高収量を２４％と見做すと、オセイ
ンからの９６％収量は、骨重量に基づいて略２３％のゼ
ラチン収量と推論できる。温度制御水を用いて抽出した
石灰処理オセインから得られた、比較の抽出物特性を以
下に示す。本例では、今日のゼラチン製造工業において
通常行われているゼラチン製造のアルカリ処理オセイン
法に言及する。水温を高めることにより、ゼラチンを完
全石灰化ウシ骨オセインから抽出した。抽出ゼラチンの
分子量分布及び累積収量を以下に示す。このチャートの
累積収量は、出発原料の骨重量に基づくゼラチン収量％
として表す。

【００１９】

【表４】

【００２０】本発明は、従来技術の抽出技法と比較し
て、プロテアーゼを用いて効率的にゼラチンを抽出でき
ることを示す。収率は１５．７％から２３％へ増加し
た。さらに抽出ゼラチンは、写真用途に求められる要件
に合致した。抽出後、ゼラチンを透明化し、濃縮し、脱
イオン化し、酸化し、急冷又は乾燥することができる。
ある用途には、ゼラチン抽出物をブレンドし、その後濃
縮することが好ましい。ある用途には、過酸化水素を用
いてゼラチンを酸化し、その後濃縮することが好まし
い。ゼラチンは、石灰（５〜７ＢＥ又は度のＢａｕｍ
ｅ）（６度のＢａｕｍｅは５３．８ｇＣａＯ／リットル
に相当する）を添加することにより透明化し、ｐＨ９．
０とし、次いで硫酸アルミニウム（２５％）を添加して
ｐＨを７．５まで低下させ、そしてホスホン酸（１０
％）を添加してｐＨを５．５まで低下させた。ポリアク
リルアミドポリマー（１０％ｗ／ｖ）をゼラチン溶液に
添加することにより、浮遊凝集塊が形成されたが、その
後その凝集塊を除去した。

【００２１】ゼラチンの分子量分布を、水性サイズ排除
型の高速液体クロマトグラフィにより測定した。ゼラチ
ン試料をクロマトグラフィ溶出液、ドデシル硫酸ナトリ
ウムを含有するホスフェート緩衝液に溶解した。各種の
分子量画分をＴｏｓｏ Ｈａｓｓ ＴＳＫゲルサイズ排
除カラムを用いて分離し、その溶出液を２２０ｎｍに設
定したＵＶ検出器でモニターした。既知の分子量標準を
用いて検量曲線を作成した。この検量曲線は保持時間に
対して分子量の対数をプロットすることにより作成し
た。未知のゼラチン試料の分子量分布を、この検量曲線
の直線部分から決定した。ゼラチンのアミノ酸含有量
を、Ｓｐａｃｋｍａｎ，Ｓｔｅｉｎ及びＭｏｏｒｅのＡ
ｎａｌｙｔ．Ｃｈｅｍ．，３０：１１９０（１９５８）
の方法を用いて測定した。

【００２２】本発明の方法及び材料は、ゼラチンを使用
する任意の画像形成材料に用いることができる。例え
ば、これらは、カラー写真材料、例えば、カラー写真ネ
ガフィルム、カラー写真反転フィルム、カラー写真ポジ
フィルム、カラー写真紙、カラー写真反転紙、及びカラ
ー拡散転写方式及び銀色素漂白方式用のカラー写真材
料、並びに白黒写真材料、例えば、白黒写真フィルム、
放射線写真フィルム、グラフィックフィルム、白黒写真
紙、ナビゲーション写真フィルム、マイクロフィルム、
ファクシミリフィルム、フォトコンポージングフィルム
もしくはフォトコンポージング紙、グラフフィルム等に
使用できる。インクジェット用途もまた意図されてい
る。

【００２３】また、本発明を応用できるゼラチンは、必
要に応じて、コロイド状アルブミン、カゼイン、セルロ
ース誘導体（例えば、カルボキシメチルセルロース、ヒ
ドロキシエチルセルロース等）、糖誘導体（例えば、寒
天、アルギン酸ナトリウム、澱粉誘導体等）及び合成親
水性コロイド（例えば、ポリビニルアルコール、ポリ−
Ｎ−ビニルピロリドン、ポリアクリル酸コポリマー、ポ
リアクリルアミド、及び誘導体又はそれらの部分加水分
解生成物）で部分的に置換されていてもよく、並びにゼ
ラチン分子に官能基として含まれるアミノ基、イミノ
基、水酸基、又はカルボキシ基を、それらの基と反応し
得る基を１個有する試薬で処理することにより変性した
ゼラチン誘導体、又は別のポリマー材料の分子鎖にゼラ
チンを結合させることにより調製したゼラチングラフト
ポリマーであってよい。好ましい態様 態様１ コラーゲン含有材料を調達し；前記コラーゲン
含有材料を脱塩してオセインを生成し；次いで前記オセ
インに対して少なくとも１０ｐｐｂの濃度でプロテアー
ゼを含有する酵素溶液を、前記オセインを可溶化するの
に十分な時間添加して、０．５〜６重量％で且つ所定粘
度でゼラチンを含有する溶液を調製する、ことを含むゼ
ラチンの製造方法。態様２ 高温又はｐＨ調整で、前記酵素を不活性化する
ことを更に含む態様１記載の製造方法。態様３ 前記ゼラチン溶液を透明化することを更に含む
態様１記載の製造方法。 態様４ ゼラチン溶液の透明化工程が、ゼラチン溶液の
ｐＨを９．０より高くまで上昇させ；硫酸アルミニウム
を前記ゼラチン溶液に添加してｐＨを７．５まで低下さ
せ；ホスホン酸を前記ゼラチン溶液に添加してｐＨを
５．５まで低下させ；前記ゼラチン溶液を酸化させ；ポ
リアクリルアミドポリマーをゼラチン溶液に、前記ゼラ
チンの乾燥重量に基づいて約０．１％の量添加して浮遊
凝集塊を生成し；前記浮遊凝集塊を除去し；次いで前記
反応混合物を濾過してゼラチンを生成することを含む態
様３記載の製造方法。態様５ 前記ゼラチンを濃縮することを更に含む態様３
記載の製造方法。態様６ 前記オセインを、脱塩後、０．２５インチ
（０．３１８ｃｍ）未満のサイズまで粉砕することを更
に含む態様１記載の方法。態様７ 前記オセインを、脱塩後、水酸化カルシウム懸
濁液中で１〜１００日間石灰化することを更に含む態様
１記載の製造方法。態様８ 前記ゼラチンを、過酸化水素で酸化し、その後
濃縮することを更に含む態様１記載の製造方法。態様９ 前記ゼラチンを、脱イオン化し、その後濃縮す
ることを更に含む態様１記載の製造方法。態様10 前記ゼラチンを濾過し、その後濃縮することを
更に含む態様１記載の製造方法。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コラーゲン含有材料を調達し；前記コラ
   ーゲン含有材料を脱塩してオセインを生成し；次いで前
   記オセインに対して少なくとも１０ｐｐｂの濃度でプロ
   テアーゼを含有する酵素溶液を、前記オセインを可溶化
   するのに十分な時間添加して、０．５〜６重量％で且つ
   所定粘度でゼラチンを含有する溶液を調製する、ことを
   含むゼラチンの製造方法。
2. 【請求項２】 高温又はｐＨ調整で、前記酵素を不活性
   化することを更に含む請求項１記載の製造方法。
3. 【請求項３】 前記ゼラチン溶液を透明化することを更
   に含む請求項１記載の製造方法。