JP2009084228A - 保湿効果を有する低粘性化グルコマンナン含有組成物の製造方法 - Google Patents

保湿効果を有する低粘性化グルコマンナン含有組成物の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】
低粘性化グルコマンナンを含み、かつ、保湿効果を有する組成物を製造する安全な方法を開発すること。
【解決手段】
本発明は、(1)グルコマンナンを含む原料と、該原料を低粘性化する微生物を含むグルコマンナン低粘性化剤とを用意するステップと、(2)前記原料と前記低粘性化剤とを添加及び混合した水溶液のインキュベーションを行なって皮膚の保湿性を生じさせるステップとを含むことを特徴とする、皮膚で保湿効果を有する低粘性化グルコマンナン含有組成物の製造方法を提供する。
【選択図】図4

Description

本発明は、皮膚で保湿効果を有する低粘性化グルコマンナン含有組成物の製造方法と、該方法により製造される皮膚で保湿効果を有する低粘性化グルコマンナン含有組成物を含む化粧料とに関する。
自然の材料、特に伝統的に食用に供されてきた材料は、安全性が高いだけでなく、消費者に親近感があるので、化粧料の材料として好ましい。コンニャク粉は、サトイモ科の植物であるAmorphophallus konjacの球茎から精製される。食材のコンニャクはコンニャク粉の水溶液をカルシウム塩等で凝固させたものである。コンニャク粉の主成分であるグルコマンナンは保水性が高く、保湿性を有する化粧料の原料として有望である。
しかしコンニャク粉の水溶液は、主成分のグルコマンナンの分子量が高いため、粘性が高いうえ、加熱、カルシウム塩等の添加により容易にゲル化する。濃度を自由に調節して十分な保湿性を有しつつ粘性の低い溶液を調製することが困難なので、そのままではコンニャク粉は化粧料には利用できない。
従来技術には、コンニャクゲルを低分子化する微生物が特許文献1に開示されている。しかし、特許文献1に記載の微生物はコンニャクゲルに作用してマンノオリゴ糖を生成し粘性を著しく低下させて液状化させてしまう。かかる微生物はゲル化したグルコマンナンを一気に分解してしまうため、皮膚での保湿効果を有する低粘性化グルコマンナン含有組成物の製造には適さない。
特開2000−41663号公報
そこで、コンニャク粉を出発材料として、低粘性化グルコマンナンを含み、かつ、皮膚で保湿効果を有する組成物を製造する安全な方法を開発する必要がある。
本発明は、(1)グルコマンナンを含む原料と、該原料を低粘性化する微生物を含むグルコマンナン低粘性化剤とを用意するステップと、(2)前記原料と前記低粘性化剤とを添加及び混合した水溶液のインキュベーションを行なって皮膚の保湿性を生じさせるステップとを含むことを特徴とする、皮膚で保湿効果を有する低粘性化グルコマンナン含有組成物の製造方法を提供する。
前記微生物は、受託番号NITE P−272で表されるパエニバチルス・パブリ(Paenibacillus pabuli)SW10か、受託番号NITE P−273で表されるパエニバチルス・パブリSW12かの場合がある。
前記原料は、コンニャク粉の場合がある。
前記インキュベーションは、インキュベーション開始時における前記水溶液が0.5%(w/v)コンニャク粉水溶液で、微生物の個数が前記水溶液2L中に2x10個であり、インキュベーション温度が37°Cであり、3Lの三角フラスコを毎分130回で振盪し、インキュベーション時間が12ないし36時間という条件で行なわれる場合がある。
本発明は、前記方法により製造される、保湿効果を有する低粘性化グルコマンナン含有組成物を含むことを特徴とする化粧料を提供する。
本発明のグルコマンナンを含む原料は、グルコマンナンを含み、本発明の製造方法に供することのできるいずれかの原料をいう。グルコマンナンは、サトイモ科の植物コンニャク(Amorphophallus konjac)の球茎の主成分であり、マンノース及びグルコース残基がおよそ3:2の割合でβ1→4結合したヘテロ多糖である。前記原料は、サトイモ科の植物コンニャクの球茎の粉等を含むが、これらに限定されない。
本発明のグルコマンナン低粘性化剤は、本発明のグルコマンナンを含む原料とともに添加及び混合した水溶液のインキュベーションによって、保湿効果を有する低粘性化グルコマンナン含有組成物を産生することができる物質をいう。
本発明の微生物は、本発明のグルコマンナンを含む原料とともに添加及び混合した水溶液のインキュベーションによって、保湿効果を有する低粘性化グルコマンナン含有組成物を産生することができる微生物をいう。前記微生物は、受託番号NITE P−272で表されるパエニバチルス パブリ SW10(Paenibacillus pabuli SW10)と、受託番号NITE P−273で表されるパエニバチルス パブリ SW12(Paenibacillus pabuli SW12)とを含むが、これらに限定されない。本発明の微生物はグルコマンナンを含む培地中で増殖される。
本明細書において、皮膚の保湿性、あるいは、皮膚で保湿効果を有するとは、ヒトを含む動物の皮膚中への水分の保持を促進する効果があることをいう。前記効果は、皮膚中の水分量の維持及び向上効果、皮膚中の水分量の蒸散抑制効果等を含む。本明細書において保湿効果を有するとは、本発明の低粘性化グルコマンナン含有組成物を含む水溶液を塗布する前より塗布した後の方が皮表角層の水分量が多いことをいう。皮表角層の水分量は、皮膚表面に交流電圧を印加した場合の位相及び振幅の変化から測定される。例えば、Tagami H.ら、J. Invest. Derm. 75:500−507(1980)に記載の測定方法があるがこれに限定されない。皮表角層の水分量の測定装置は、SKICON−200EX(アイ・ビイ・エス株式会社)、コルネオメータ(Corneometer、登録商標)CM825(株式会社インテグラル)を含むが、これらに限定されない。
本明細書において、組成物の粘性は、絶対粘度として直接測定するか、相対粘度の計測にもとづいて間接的に測定することによって決定される。例えば、絶対粘度の測定は回転円筒粘度計ビスコテスタVT−04(リオン株式会社)が、相対粘度の測定はオストワルド相対粘度計(柴田科学株式会社)がそれぞれ用いられる場合があるが、これらに限定されない。本明細書において、グルコマンナン含有組成物の粘性が高いとは、20°Cにおいて200−500mPa・s又はそれ以上であることをいう。本明細書において、グルコマンナン含有組成物の粘性が低いとは、20°Cにおいて30−90mPa・sの範囲にあることをいう。したがって、低粘性化とは、20°Cにおいて200−500mPa・s又はそれ以上の粘度から、30−90mPa・sの範囲の粘度まで粘性を下げることをいう。
本発明の製造方法において、グルコマンナンを含む原料と、該原料を低粘性化する微生物を含むグルコマンナン低粘性化剤とを添加及び混合した水溶液のインキュベーションの条件は、インキュベーション開始時における前記微生物の数と、インキュベーション温度と、インキュベーションの際の旋回の有無及び回転数と、インキュベーションの時間の長さとに依存する。インキュベーション温度は、前記微生物の増殖と、グルコマンナン分解酵素との至適温度に近いことが好ましい。インキュベーション温度は、好ましくは32−40°Cであり、より好ましくは35−38°Cである。インキュベーションの際の振盪(又は旋回)の有無及び回数は、前記微生物の酸素要求性等の呼吸特性に依存して設定することが好ましい。グルコマンナンを含む原料の低粘性化は、前記微生物の数が多く、インキュベーション時間が長いほど反応が進行する。低粘性化グルコマンナンの保湿性は、インキュベーションの開始後徐々に増大し、やがてピークに達するが、インキュベーションのさらなる継続により徐々に低減する。したがって高い保湿効果を有する低粘性化グルコマンナン含有組成物を産生するために、適切なインキュベーション条件を設定する必要がある。インキュベーション開始時における前記水溶液は0.5%(w/v)コンニャク粉水溶液で、微生物の個数は前記水溶液2L中に2x10個であり、インキュベーション温度は37°Cであり、3Lの三角フラスコを毎分130回で振盪するときには、前記インキュベーション時間は、SW10株については12−30時間、SW12株については30−48時間が好ましく、SW10株については16−24時間、SW12株については36時間がより好ましい。
本発明の「化粧料」とは、身体を清潔にしたり、外見を美しくしたりする目的で、皮膚への塗布、散布等を行うもので、作用の緩和なものをいう。本発明の化粧料は、基礎化粧料、メイクアップ化粧料、薬用化粧料、トイレタリー製品等を含む。
本発明の化粧料は、前記製造方法により製造される低粘性化グルコマンナン含有組成物を含み、保湿効果を有する。本発明の化粧料は、剤形に応じ常法により製造することができる。その剤形は、本発明の効果を損なわないものであれば特に限定されない。例えば、ローション剤、ゲル剤、クリーム、軟膏及びシート状製品等の任意の剤形を採用することができる。
また、本発明の化粧料には、他の有効成分や生理学的に許容可能な賦形剤、色素、香料等の添加物を組み合わせて配合することができる。例えば、本発明の効果を損なわない範囲で、化粧料に配合し得る油脂類、保湿剤、色素、香料、栄養素、抗菌剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等を配合することができる。
以下に実施例を示すが、これらは実施態様の例示を意図しており本発明の範囲を限定することは意図しない。
1.材料の調製
1.1 コンニャク粉溶液の調製
コンニャク粉は、荻野商店(群馬県甘楽郡下仁田町)から入手できる白雪特級を使用した。コンニャク粉5gを1000mLの滅菌水に室温で混合及び撹拌し、懸濁させたものをコンニャク粉溶液とした。
1.2 SW10及びSW12株の菌の調製
パエニバチルス パブリ(Paenibacillus pabuli)SW10及びSW12株は、コンニャク粉水溶液に土などの微生物源を添加して、室温で振盪培養を行なって、粘性が低下した溶液中の微生物をコンニャク粉を含む寒天培地上でコロニー形成させて単一コロニーとして単離された。SW10及びSW12株は、独立行政法人製品評価技術基盤機構 特許微生物寄託センターに寄託され、それぞれNITE P−272及びNITE P−273という受託番号を付与された。
本発明の微生物の増殖に用いられる液体培地の組成は以下のとおりである。
(NHSO 6.6g
HPO 1.39g
KHPO 0.272g
MgCl・6HO 0.203g
CaCl・2HO 0.147g
コンニャク粉 5.0g
滅菌水 1000ml
pHを7.0ないし7.2に調整してオートクレーブ滅菌する。
本発明の微生物の増殖に用いられる寒天培地の組成は以下のとおりである。
(NHSO 6.6g
HPO 1.39g
KHPO 0.272g
MgCl・6HO 0.203g
CaCl・2HO 0.147g
寒天 15.0g
コンニャク粉 5.0g
滅菌水 1000ml
pHを7.0ないし7.2に調整してオートクレーブ滅菌する。
SW10及びSW12株の菌は1×10/mLのグリセロールストックを使用した。試験に当たり、前記液体培地に100μLのグリセロールストックを添加し、37°C、24時間、毎分130回の振盪の前培養を行い前培養液を得た。次いで2,000mLの前記液体培地に前記前培養液を2mL添加し、37°C、24時間、毎分130回の振盪の本培養を行い、SW10及びSW12の本培養液を得た。
1.3 SW10及びSW12株の菌の特徴付け
16S リボソームRNA遺伝子の解析は、Weisburg WGら、J Bacteriol. 173:697(1991)に従って行い、配列データは国立遺伝学研究所の日本DNAデータバンク(DDBJ)のデータベースを用いて近縁配列を検索し、アライメントをとって表示した。糖利用能力はアピ50CH判定キット(日本ビオメリュー株式会社)で判定した。安全性試験は、SW10又はSW12株のコンニャク溶液による培養液(菌数1x10/mL)か、滅菌水かをそれぞれJcl:MCH(ICR)マウス(日本クレア株式会社)に連日0.1mLずつ経口投与して、体重の変化を記録し、57日後に屠殺解剖して内臓所見を得た。マウスはそれぞれ実験条件当たりオス3個体ずつ用いた。安全性試験は、実験開始時に12週齢のマウスを使って1回、19週齢のマウスを使ってもう1回行った。
1.4 結果
今回土壌から単離し、DNA配列を決定したSW10及びSW12株の16SリボソームRNA遺伝子のヌクレオチド配列を配列表の配列番号1及び2にそれぞれ示す。SW10及びSW12の16SリボソームRNA遺伝子のヌクレオチド配列と相同性の高い配列をDDBJのデータベースで検索したところ、Paenibacillus pabuliがヒットした。DDBJのPaenibacillus pabuli菌の16SリボソームRNA遺伝子のヌクレオチド配列を配列番号3に示す。これらのヌクレオチド配列のアライメントをとった結果を図1に示す。SW10株及びSW12株の16S リボソームRNA遺伝子の間ではヌクレオチドが1個だけ相違した。SW10株とDDBJのPaenibacillus pabuli菌の16S リボソームRNA遺伝子との間ではヌクレオチドが5個相違し、SW12株とDDBJのPaenibacillus pabuli菌の16S リボソームRNA遺伝子との間ではヌクレオチドが4個相違していた。そこで、SW10及びSW12株はPaenibacillus pabuliに属する新株と考えられる。
SW10及びSW12株の糖利用能力をアピ50CH判定キット(日本ビオメリュー株式会社)で判定した結果を以下に示す。
SW10株 糖類の利用(+;利用する −;利用しない) ※ガス産生なし
グリセロール +、エリスリトール −、D−アラビノース −、L−アラビノース +、D−リボース +、D−キシロース +、L−キシロース −、D−アドニトール −、メチル−β−D−キシロピラノシド +、D−ガラクトース +、D−グルコース +、D−フルクトース +、D−マンノース +、L−ソルボース −、L−ラムノース +、ズルシトール +、イノシトール −、D−マンニトール +、D−ソルビトール +、メチル−α−D−マンノピラノシド −、メチル−α−D−グルコサミン +、N−アセチルグルコサミン +/−、アミグダリン +、アルブチン +、エスクリンクエン酸鉄 +、サリシン +、D−セリオビオース +、D−マルトース +、D−ラクトース +、D−メリビオース +、D−スクロース +、D−トレハロース +、イヌリン −、D−メレジトース −、D−ラフィノース +、スターチ +、グリコーゲン +、キシリトール −、ゲンチビオース +、D−ツラノース +/−、D−リキソース −、D−タガトース −、D−フコース −、L−フコース −、D−アラビトール −、L−アラビトール −、グルコネート −、2−ケトグルコネート −、5−ケトグルコネート −
SW12株糖類の利用(+;利用する −;利用しない)※ガス産生なし
グリセロール +、エリスリトール −、D−アラビノース −、L−アラビノース +、D−リボース +、D−キシロース +、L−キシロース −、D−アドニトール −、メチル−β−D−キシロピラノシド +/−、D−ガラクトース +、D−グルコース +、D−フルクトース +、D−マンノース +、L−ソルボース −、L−ラムノース +、ズルシトール +、イノシトール −、D−マンニトール +、D−ソルビトール +、メチル−α−D−マンノピラノシド −、メチル−α−D−グルコサミン +、N−アセチルグルコサミン +/−、アミグダリン +、アルブチン +、エスクリンクエン酸鉄 +、サリシン +、D−セリオビオース +、D−マルトース +、D−ラクトース +、D−メリビオース +、D−スクロース +、D−トレハロース +、イヌリン −、D−メレジトース −、D−ラフィノース +、スターチ +、グリコーゲン +、キシリトール −、ゲンチビオース +、D−ツラノース +/−、D−リキソース −、D−タガトース −、D−フコース −、L−フコース −、D−アラビトール −、L−アラビトール −、グルコネート −、2−ケトグルコネート −、5−ケトグルコネート −
SW10及びSW12の糖利用能力の間ではメチル−β−D−キシロピラノシドの利用能のみが不一致であった。SW10及びSW12株の糖利用能力は、Paenibacillus属の菌のうち、P.alvei、P.macerans及びP.polymyxaの糖利用能力とは不一致であった。なお、グラム染色を施して鏡検したところ、SW10及びSW12株はともにグラム陽性の桿菌であった。
SW10及びSW12株と、滅菌水とをそれぞれ経口投与したマウスの体重の平均値の変化を図2に示す。SW10及びSW12株と、滅菌水との間でマウスの体重変化に格別の相違は見られなかった。また、解剖所見からも、SW10及びSW12株と、滅菌水とでは異常はみられなかった。したがって、SW10及びSW12株はともにマウス経口投与での安全性が確認された。
2.コンニャク粉溶液の低粘性化処理
2.1 方法
コンニャク粉の0.5%溶液2,000mLに対して、SW10又はSW12の本培養液2mLを混合した。インキュベーション開始時における菌数は1mL当たり1x10個であった。前記混合液を3Lの三角フラスコに入れて、37°C、24時間、毎分130回の振盪をしながらインキュベーションした。インキュベーション開始後、4、8、12、24、30、52、64、68及び72時間の前記混合液について、粘度測定を実施した。粘度測定は、絶対粘度の測定は回転円筒粘度計ビスコテスタVT−04(リオン株式会社)が、相対粘度の測定はオストワルド相対粘度計(柴田科学株式会社)がそれぞれ用いられた。
2.2 結果
図3は、各インキュベーション時間におけるコンニャク粉溶液の粘度変化を示すグラフである。粘度は、インキュベーション開始直後には470mPa・sであったが、SW10株については4時間、SW12株では8時間で、ともに70mPa・s前後に急激に低下し、その後は30時間で50mPa・s程度まで緩やかに低下した。その後、52時間以降は約3mPa・sまで低下し、粘性はほぼ消失した。
3.保湿性試験
3.1.方法
インキュベーション後の測定時間に16、30、36及び48時間を追加する以外は2.1に示したのと同じ方法で、SW10菌体又はSW12菌体による低粘性化コンニャク粉溶液を調製した。保湿性試験は、室温27°C、湿度70%の条件で半そで服を着用した複数人の被験者を使用して実施した。被験者の左手前腕掌側の皮膚に半径7mmの円でマーキングし、この円形の場所にそれぞれのインキュベーション時間の低粘性化コンニャク粉溶液10μLを滴下した。塗布前と、塗布後10分、20分又は30分に、SKICON−200EX(アイ・ビイ・エス株式会社)を用いて皮表角層の水分量を5回連続測定して、その平均値を塗布前及び塗布後各時点での皮表角層の水分量とした。塗布後の皮表角層の水分量を塗布前に皮膚の同じ場所で測定した皮表角層の水分量の測定値を100とした相対値を保湿性の変化率とした。
3.2.結果
図4及び5は、それぞれSW10及びSW12株で低粘性化したコンニャク粉溶液のインキュベーション時間と保湿性変化率を示すグラフである。それぞれのインキュベーション時間及び塗布後の時間の条件ごとにSW10では複数人の被検者の皮膚合計8箇所、SW12では合計5箇所の測定を行い、実験条件ごとの皮膚の保湿性の変化率の平均値を棒グラフで表した。図4及び5から、インキュベーション時間がSW10株については12−24時間、SW12株については16時間の低粘性化コンニャク粉溶液は保湿性の変化率は100を超えており、保湿効果があった。
SW10及びSW12と、DDBJのPaenibacillus pabuli菌との16S リボソームRNA遺伝子ヌクレオチド配列のアライメント結果。 SW10及びSW12と、DDBJのPaenibacillus pabuli菌との16S リボソームRNA遺伝子ヌクレオチド配列のアライメント結果。 SW10及びSW12と、DDBJのPaenibacillus pabuli菌との16S リボソームRNA遺伝子ヌクレオチド配列のアライメント結果。 マウスへの経口投与による体重変化を示すグラフ。 各インキュベーション時間におけるコンニャク粉溶液の粘度変化を示すグラフ SW10株で低粘性化したコンニャク粉溶液のインキュベーション時間と保湿性変化率を示すグラフ SW12株で低粘性化したコンニャク粉溶液のインキュベーション時間と保湿性変化率を示すグラフ

Claims (5)

  1. (1)グルコマンナンを含む原料と、該原料を低粘性化する微生物を含むグルコマンナン低粘性化剤とを用意するステップと、(2)前記原料と前記低粘性化剤とを添加及び混合した水溶液のインキュベーションを行なって皮膚の保湿性を生じさせるステップとを含むことを特徴とする、皮膚で保湿効果を有する低粘性化グルコマンナン含有組成物の製造方法。
  2. 前記微生物は、受託番号NITE P−272で表されるパエニバチルス・パブリ(Paenibacillus pabuli)SW10か、受託番号NITE P−273で表されるパエニバチルス・パブリSW12かであることを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
  3. 前記原料はコンニャク粉であることを特徴とする請求項1又は2に記載の製造方法。
  4. 前記インキュベーションは、インキュベーション開始時における前記水溶液が0.5%(w/v)コンニャク粉水溶液で、微生物の個数が前記水溶液2L中に2x10個であり、インキュベーション温度が37°Cであり、3Lの三角フラスコを毎分130回で振盪し、インキュベーション時間が12ないし36時間という条件で行なうことを特徴とする請求項1−3のいずれかに記載の製造方法。
  5. 請求項1−4のいずれかに記載の方法により製造され、皮膚で保湿効果を有する低粘性化グルコマンナン含有組成物を含むことを特徴とする化粧料。
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