JP2011231044A - 変性ペプチドの製造方法及び変性ペプチド - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、チオグリコール酸、チオグリコール酸塩、メルカプトプロピオン酸及びメルカプトプロピオン酸塩からなる群より選択される少なくとも1種の還元剤とケラチンと水とを混合する還元工程と、上記還元工程を経た処理物と酸化剤とをpH7以上で混合する酸化剤混合工程とを有する変性ペプチドの製造方法であって、上記還元工程を35℃以上で行い、上記酸化剤混合工程でのpH9以上での酸化剤の混合量(I)が、pH7以上9未満での酸化剤の混合量(II)より多いことを特徴とする変性ペプチドの製造方法である。
【選択図】図1
Description
チオグリコール酸、チオグリコール酸塩、メルカプトプロピオン酸及びメルカプトプロピオン酸塩からなる群より選択される少なくとも1種の還元剤とケラチンと水とを混合する還元工程と、
上記還元工程を経た処理物と酸化剤とをpH7以上で混合する酸化剤混合工程と
を有する変性ペプチドの製造方法であって、
上記還元工程を35℃以上で行い、
上記酸化剤混合工程におけるpH9以上での酸化剤の混合量(I)が、pH7以上9未満での酸化剤の混合量(II)より多いことを特徴とする変性ペプチドの製造方法である。
本発明の変性ペプチドの製造方法は、図1に示すように、ケラチンを原料として変性ペプチドを製造するものであり、還元工程(STP1)、酸化剤混合工程(STP2)、固液分離工程(STP3)、及び回収工程L(STP4)を有する。図1に示す全工程を備える方法では、酸化剤混合工程(STP2)にて変性ペプチド(図1に示す液体部Lに溶解している変性ペプチド、及び固体部Sに含まれる変性ペプチド)が生成するので、固液分離工程(STP3)及び回収工程L(STP4)を設けなくても変性ペプチドが製造さされることになる。なお、本明細書において、「被処理液」とは、ケラチン又はケラチン由来である処理物を含み、各工程での反応系となる液をいう。
原料であるケラチンとしては、これを構成タンパク質として含む羊毛(メリノ種羊毛、リンカーン種羊毛等)、人毛、獣毛、羽毛、爪等が挙げられる。中でも、変性ペプチドを安価かつ安定的に入手するために、羊毛を原料とすることが好ましい。この羊毛等の原料については、殺菌、脱脂、洗浄、切断、粉砕及び乾燥を適宜に組み合わせて、予め処理するとよい。
還元工程(STP1)は、チオグリコール酸、チオグリコール酸塩、メルカプトプロピオン酸及びメルカプトプロピオン酸塩からなる群より選択される少なくとも1種の還元剤とケラチンと水とを混合する工程である。かかる還元工程において、ケラチンが有するジスルフィド基(−S−S−)をメルカプト基(−SH HS−)に還元する。
酸化剤混合工程(STP2)は、還元工程(STP1)を経た処理物(ケラチン由来物)と酸化剤とを混合し、変性ペプチドを生成させる工程である。かかる酸化剤の混合は、処理物のメルカプト基を変性する酸化反応を促進するために行われる。通常、還元工程(STP1)を経た処理物を含む被処理液に、酸化剤が混合される。
固液分離工程(STP3)は、酸化剤混合工程(STP2)後の被処理液を液体部Lと固体部Sとに分離する工程である。固液分離工程(STP3)では、濾過、遠心分離、圧搾分離、沈降分離、浮上分離等の公知の固液分離手段を採用することができ、必要に応じてイオン交換や電気透析等による脱塩等を行うとよい。
次の回収工程L(STP4)は、固液分離工程で得た液体部Lに溶解する変性ペプチドLを固形状のものとして回収する工程である。この回収工程L(STP4)における固形状変性ペプチドLの回収方法としては、(1)液体部Lを凍結乾燥することによる回収、(2)液体部Lを噴霧乾燥することによる回収、(3)塩酸等の酸を液体部Lに添加して、液体部LのpHを2.5から4.0程度に低下させることにより生じた変性ペプチドL沈殿物の回収などが挙げられる。なお、回収した固形状の変性ペプチドLについては、水や酸性水溶液による洗浄、乾燥等を、必要に応じて行うとよい。
可溶化工程は、固液分離工程(STP3)において分離した固体部Sに含まれる変性ペプチドを加水分解する工程である。その変性ペプチドを加水分解する方法としては、ペプチドの加水分解として公知の(a)酵素による加水分解、(b)酸による加水分解及び(c)アルカリによる加水分解が挙げられる。アルカリによる加水分解方法(c)では変性ペプチドのカルボキシラトメチルジスルフィド基及び/又はカルボキシラトエチルジスルフィド基をメルカプト基に変換する還元反応が進行する恐れがあるので、加水分解方法(a)〜(c)のうち、酵素又は酸による加水分解が好ましく、酵素による方法が特に好ましい。
酵素による加水分解により、変性ペプチドSが得られる。この酵素の使用量、反応温度及び反応時間等の条件は適宜調整される。
酸を用いた加水分解により、変性ペプチドSが得られる。使用される酸としては、例えば塩酸、硫酸、リン酸、硝酸、臭化水素酸等の無機酸、又は蟻酸、シュウ酸等の有機酸が挙げられ、これらの中から適宜選択される。この加水分解の条件は、例えばpH4以下、反応温度40℃以上100℃以下、反応時間2時間以上24時間以内である(反応時間を長くするほど、より低分子量の変性ペプチドを製造できる)。
アルカリを用いた加水分解により、変性ペプチドSが得られる。使用されるアルカリとしては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化バリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、ケイ酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム等が挙げられる。この加水分解の条件は、例えば、被処理液中のアルカリ濃度として1質量%以上20質量%以下、反応温度15℃以上100℃以下、反応時間30分以上24時間以内である(反応時間を長くするほど、より低分子量の変性ペプチドSを製造できる)。
回収工程Sは、可溶化工程で得られた変性ペプチドS溶液中から、変性ペプチドSを回収する工程である。この回収工程Sにおける変性ペプチドSの回収方法としては、(1)変性ペプチドS溶液の凍結乾燥、(2)変性ペプチドS溶液の噴霧乾燥、(3)変性ペプチドS溶液のpHが2.5から4.0程度になるように酸を添加することによる変性ペプチドS沈殿物生成などが挙げられる(変性ペプチドSの分子量が小さくなる程、前記(3)の方法では変性ペプチドS沈殿物が生成し難くなる)。なお、回収した固形状の変性ペプチドSについては、水や酸性水溶液による洗浄、乾燥等を、必要に応じて行うと良い。
−CH2−S−S−CH2COOR1 (Ib)
(R1は、NH4などのアンモニウムを表す。)
−CH2−S−S−CH2COOM1 (Ic)
(M1は、Na、Kなどの金属原子を表す。)
−CH2−S−S−CH2CH2COOH (IIa)
−CH2−S−S−CH2CH2COOR2 (IIb)
(R2は、NH4などのアンモニウムを表す。)
−CH2−S−S−CH2CH2COOM2 (IIc)
(M2は、Na、Kなどの金属原子を表す。)
(還元工程)
中性洗剤で洗浄、乾燥させたメリノ種羊毛を、約5mmに切断した。この羊毛5.0質量部、30質量%チオグリコール酸ナトリウム水溶液15.4質量部及び6mol/L水酸化ナトリウム水溶液8.5質量部を混合し、さらに水を混合して全量150質量部、pH11の被処理液を調製した。この被処理液を、45℃、1時間の条件で攪拌した。次いで、さらに水を混合して全量を200質量部とし、45℃、2時間の条件で放置し、その後、液温が常温になるまで自然冷却した。
還元工程後の被処理液を攪拌しながら、当該液に、臭素酸ナトリウム2.05質量部を配合した水溶液25質量部を約60分かけて混合した。その後、クエン酸水溶液(クエン酸35.4質量部を水500質量部に配合した水溶液)約300質量部を約50分にわたって徐々に混合し、被処理液のpHが漸次11から9になるように調整した。次いで、同クエン酸水溶液約150質量部を約30分にわたって徐々に混合し、被処理液のpHが漸次9から8になるように調整した。続いて、同クエン酸水溶液約50質量部を約5分にわたって徐々に混合し、被処理液のpHが漸次8から7になるように調整した。以上により変性ペプチド溶液を得た。
変性ペプチド溶液をろ過することによりその溶液の不溶物を除去した。その後、回収した液体部(ろ液)に36質量%塩酸水溶液97.2質量部を配合した水溶液160質量部を添加して変性ペプチド溶液のpHを7から3.8にすることにより、変性ペプチドの沈殿を生じさせた。この沈殿を回収、水洗し、固形状の変性ペプチドを得た。
酸化剤混合工程を以下の手順に変えたこと以外は実施例1aと同様にして、固形状の変性ペプチドを得た。
酸化剤混合工程を以下の通りとした以外は実施例1aと同様にして、固形状の変性ペプチドを得た。
酸化剤混合工程を以下の通りとした以外は実施例2aと同様にして、固形状の変性ペプチドを得た。
実施例2aの酸化剤混合工程で使用したクエン酸水溶液を酢酸水溶液(酢酸を34質量部配合した825質量部の水溶液)に変更した以外は実施例2aと同様にして、固形状の変性ペプチドを得た。
還元工程を以下の手順に変えたこと以外は実施例1aと同様にして、固形状の変性ペプチドを得た。
酸化剤混合工程を以下の通りとした以外は、実施例1bと同様にして、固形状の変性ペプチドを得た。
(変性ペプチドの収率)
上記実施例及び比較例で得られた変性ペプチドの収率結果を、下記表1−1及び1−2に示す。なお、表1−1、1−2における収率は、下記計算式により求めた値である。
収率 :固形状変性ペプチドの収率(%)
W0 :還元工程で使用した羊毛の乾燥質量
Wres:固液分離工程で取り除いた不溶物の乾燥質量
上記実施例及び比較例における固液分離工程後の液体部の着色及び臭気を観察した。着色については色が薄いほど良好であり、臭気については硫黄様臭等の不快な臭気が小さいほど良好であると判断される。各実施例及び比較例に関する着色及び臭気の観察結果を、下記表1−1及び1−2に示す。
Claims (5)
- チオグリコール酸、チオグリコール酸塩、メルカプトプロピオン酸及びメルカプトプロピオン酸塩からなる群より選択される少なくとも1種の還元剤とケラチンと水とを混合する還元工程と、
上記還元工程を経た処理物と酸化剤とをpH7以上で混合する酸化剤混合工程と
を有する変性ペプチドの製造方法であって、
上記還元工程を35℃以上で行い、
上記酸化剤混合工程におけるpH9以上での酸化剤の混合量(I)が、pH7以上9未満での酸化剤の混合量(II)より多いことを特徴とする変性ペプチドの製造方法。 - 上記混合量(I)及び上記混合量(II)の合計に対する上記混合量(II)の割合が20mol%以下である請求項1に記載の変性ペプチドの製造方法。
- 上記還元工程をpH9以上13以下で行う請求項1又は請求項2に記載の変性ペプチドの製造方法。
- 上記酸化剤混合工程をpH13以下で行う請求項1、請求項2又は請求項3に記載の変性ペプチドの製造方法。
- 上記酸化剤混合工程におけるpH9以上での処理時間が、pH7以上9未満での処理時間より長い請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の変性ペプチドの製造方法。
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