JP2019500456A - 生分解性洗剤組成物 - Google Patents
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Abstract
本発明は、生きている細胞又は酵素を含めることができ、化学洗剤の代替として機能する、生分解性の洗剤組成物に関する。該生分解性洗剤組成物は、バイオサーファクタント、ポリオール、生体高分子、有機酸、短鎖ペプチド、精油、及び安定剤を含む。生分解性洗剤組成物は、約３．６０未満のｐＨ値、約９．０〜１２．０の滴定酸度％、約１４〜約１６．５のＨＬＢ値、約７３〜約７９のＥ２４値を有する。生分解性洗剤組成物は、約１３７５．８ｍ／ｚ〜約２００９．２ｍ／ｚの範囲のピーク質量値を伴う、約５１３．１ｍ／ｚ〜約２８４７．７ｍ／ｚの範囲のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳスペクトルを有する。さらには、本発明は、生分解性洗剤組成物を製造する方法に関する。
Description
本発明は、洗剤組成物に関する。より詳細には、本発明は、生きている細胞又は酵素を含めることができ、かつ、化学洗剤の代替として機能する、生分解性洗剤組成物に関する。さらには、本発明は、生分解性洗剤組成物の製造方法に関する。
家庭用及び商業用の両方の洗浄作業のほとんどは、化学洗剤を使用する。洗浄水は、最終的には広水域へと放出される。化学洗剤が水のＣＯＤを増加させ、結果的に溶存酸素を枯渇させて、水生生物に害を与えることは周知の事実である。
以前は、プロバイオティクスが洗剤又は洗浄機能を高めるものの、それらの代替とはならない調合物が作られていた。
したがって、生きている細胞又は酵素を含めることができ、かつ、化学洗剤の代替として機能する、生分解性洗剤組成物が必要とされている。
本発明のさまざまな実施形態によって、従来の先行技術の問題点／制限事項の１つ以上を克服することができる。
本発明の目的の１つは、生きている細胞又は酵素を含めることができ、かつ、化学洗剤の代替として機能する、生分解性洗剤組成物を提供することである。
本発明の別の目的は、リン酸（phosphates）を含まず、非毒性であり、かつプロバイオティクス生物から作られた生分解性洗剤組成物を提供することである。
本発明の別の目的は、約３．６０未満のｐＨ値、約９．０〜１２．０の滴定酸度％、約１４〜約１６．５のＨＬＢ値、及び約７３〜約７９のＥ２４値を有する生分解性洗剤組成物を提供することである。
本発明の別の目的は、約１３７５．８ｍ／ｚ〜約２００９．２ｍ／ｚの範囲のピーク質量値を伴う、約５１３．１ｍ／ｚ〜約２８４７．７ｍ／ｚの範囲のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳスペクトルを有する生分解性洗剤組成物を提供することである。
本発明の別の目的は、生分解性洗剤組成物の製造方法を提供することである。
よって、本発明の基本的な態様によれば、
バイオサーファクタント、
ポリオール、
生体高分子、
有機酸、
短鎖ペプチド、
精油、及び
安定剤
を含む、生分解性洗剤組成物が提供され、
該生分解性洗剤組成物は、約３．６０未満のｐＨ値、約９．０〜約１２．０の滴定酸度％、約１４〜約１６．５のＨＬＢ値、及び約７３〜約７９のＥ２４値を有する。
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短鎖ペプチド、
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を含む、生分解性洗剤組成物が提供され、
該生分解性洗剤組成物は、約３．６０未満のｐＨ値、約９．０〜約１２．０の滴定酸度％、約１４〜約１６．５のＨＬＢ値、及び約７３〜約７９のＥ２４値を有する。
本発明の別の態様では、生分解性洗剤組成物は、約１３７５．８ｍ／ｚ〜約２００９．２ｍ／ｚの範囲のピーク質量値を伴う、約５１３．１ｍ／ｚ〜約２８４７．７ｍ／ｚの範囲のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳスペクトルを有する。
本発明の別の態様は、生分解性洗剤組成物の製造方法を提供することを対象とし、該方法は、
炭素源としてのエネルギー源である培地を介して、少なくとも１つの出発培養プロバイオティック生物を発酵させる工程、
培地に乳化剤又は洗剤を発酵促進剤又は添加剤として添加する工程、
培地のｐＨ値がひとたび約４．０に達したら、該培地に天然植物油を添加して、発酵産物を得る工程、
精油を、単独で、若しくは乳化剤又は洗剤と組み合わせて、発酵産物と混合する工程、及び
安定剤を、単独で又は発酵産物と組み合わせて添加する工程
を含み、ここで、
発酵は、ｐＨ、滴定酸度、ＨＬＢ値、及びＥ２４値が所望の値になるまで継続され、
乳化剤又は洗剤は、約０．０５〜約０．１５％の範囲で添加され、
天然植物油は、ブロスの全容積の約０．０５〜約５％の範囲で添加され、かつ
安定剤は、洗剤組成物が安定化して長い貯蔵寿命を有するように、約０．５〜約３．０％の濃度で添加される。
炭素源としてのエネルギー源である培地を介して、少なくとも１つの出発培養プロバイオティック生物を発酵させる工程、
培地に乳化剤又は洗剤を発酵促進剤又は添加剤として添加する工程、
培地のｐＨ値がひとたび約４．０に達したら、該培地に天然植物油を添加して、発酵産物を得る工程、
精油を、単独で、若しくは乳化剤又は洗剤と組み合わせて、発酵産物と混合する工程、及び
安定剤を、単独で又は発酵産物と組み合わせて添加する工程
を含み、ここで、
発酵は、ｐＨ、滴定酸度、ＨＬＢ値、及びＥ２４値が所望の値になるまで継続され、
乳化剤又は洗剤は、約０．０５〜約０．１５％の範囲で添加され、
天然植物油は、ブロスの全容積の約０．０５〜約５％の範囲で添加され、かつ
安定剤は、洗剤組成物が安定化して長い貯蔵寿命を有するように、約０．５〜約３．０％の濃度で添加される。
本発明は、微生物を含む組成物、及び微生物を使用する方法を対象とする。特に、本発明は、少なくとも３種類の微生物を含む組成物を対象とする。少なくとも１種類の微生物は、スルフィドを利用する微生物である。さらなる微生物には、乳酸、プロバイオティクス、及び光合成（phototrophic）微生物、並びにそれらの混合物が含まれる。微生物は、細菌、酵母、真菌、又はカビの種、並びにそれらの混合物でありうる。
本発明の別の態様では、プロバイオティクス生物は、乳酸、プロバイオティクス、光合成、及びスルフィドを利用する微生物種に由来する、少なくとも１種の微生物を含む。別の実施形態では、含有されるスルフィド利用微生物は、紅色非硫黄細菌種である。プロバイオティクス生物の例としては、ビフィドバクテリウム属（Bifidobacterium）、ラクトバシラス属（Lactobacillus）、ラクトコッカス属（Lactococcus）、バシラス属（Bacillius）、サッカロミケス属（Saccharomyces）、ロドシュードモナス属（Rhodopseudomonas）、及びそれらの組合せが挙げられる。
本発明の組成物は、発酵促進剤又は添加剤を含みうる。このような促進剤又は添加剤は、微生物の増殖を支援し、微生物による特定の代謝産物の産生を誘導し、組成物の安定性を高め、かつ、本発明の組成物に他の属性をもたらすことができる。適切な添加剤としては、炭素源、酸、及び、増殖を支援し、特定の代謝産物の産生を誘導し、又は組成物を安定させることが当技術分野で知られている他の添加剤が挙げられる。このような促進剤又は添加剤の例として、果汁、未精製の甘ショ糖、ビート糖、糖蜜、又は天然の糖源、乳化剤又は洗剤、天然植物油を、単独で、又は他のものと組み合わせて含む。
本発明の別の態様では、精油は、ブロスの全容積の約０．０５〜約５％の範囲で発酵産物と混合される。
本発明の別の態様では、精油は、ラベンダー油、レモン油、レモングラス油、又はそれらの組合せを含む。
本発明の別の態様では、発酵は、約１７℃〜約４５℃の範囲の周囲温度で１４〜４２日間、行われる。
本発明のさらに別の目的は、リン酸（phosphate）をまったく含まず、非毒性であり、生きている微生物を含めることができ、かつ、十分に生分解性であり、したがって、洗浄のためのグリーンテクノロジーである、本発明に関する組成物を有することである。
本発明は、生きている細胞又は酵素を含めることができ、かつ、化学洗剤の代替として機能する、生分解性洗剤組成物に関する。さらには、本発明は、生分解性洗剤組成物の製造方法に関する。
生分解性洗剤組成物は、バイオサーファクタント、ポリオール、生体高分子、有機酸、短鎖ペプチド、及び精油を含む。該生分解性洗剤組成物は、約３．６０未満のｐＨ値、約９．０〜１２．０の滴定酸度％、約１４〜約１６．５のＨＬＢ値、約７３〜約７９のＥ２４値を有する。
生分解性洗剤組成物の製造方法は、次の工程を含む：少なくとも１つの出発培養プロバイオティック生物が、エネルギー源、発酵促進剤、及び添加剤を含む培地を介して発酵される。乳化剤又は洗剤が、発酵促進剤又は添加剤として、約０．０５〜約０．１５％の範囲で添加される。天然植物油は、培地のｐＨ値がひとたび約４．０に達したら、該培地に添加され、発酵産物を得る。天然植物油は、ブロスの全容積の約０．０５〜約５％の範囲で添加される。精油は、単独で、若しくは発酵乳化剤又は洗剤と組み合わせて、発酵産物と混合される。精油は、ブロスの全容積の約０．０５〜約５％の範囲で、発酵産物と混合される。発酵は、ｐＨ、滴定酸度、ＨＬＢ値、及びＥ２４値が所望の値になるまで継続される。安定剤は、単独で又は発酵産物と組み合わせて添加され、該安定剤は、洗剤組成物が安定化して長い貯蔵寿命を有するように、約０．５〜約３．０％の濃度で添加される。
発酵は、約１７℃〜約４５℃の範囲の周囲温度で１４〜４２日間、行われる。一定温度を維持するために加熱又は冷却をせずに、周囲温度で発酵を行うことを選択することにより、製造プロセスは環境に配慮したものとなる。全般的に、製造プロセス全体は、同様の用途に使用される洗剤に採用されている従来の製造プロセスと比較して、カーボンフットプリントを削減することを目的とする。
プロバイオティクス生物は、乳酸、プロバイオティクス、光合成、及びスルフィドを利用する微生物種に由来する、少なくとも１種の微生物を含む。別の実施形態では、含有されるスルフィド利用微生物は、紅色非硫黄細菌種である。例として、ビフィドバクテリウム属（Bifidobacterium）、ラクトバシラス属（Lactobacillus）、ラクトコッカス属（Lactococcus）、バシラス属（Bacillius）、サッカロミケス属（Saccharomyces）、ロドシュードモナス属（Rhodopseudomonas）、及びそれらの組合せが挙げられる。
エネルギー源、発酵促進剤、又は添加剤は、果汁、未精製の甘ショ糖、ビート糖、糖蜜、又は天然の糖源、乳化剤又は洗剤、天然植物油、並びに、ラベンダー油、レモン油、及びレモングラス油などの精油を含む。
化学洗剤を本質的に含まない、生分解性洗剤組成物を含む組成物もまた、本明細書に記載される。言い換えれば、従来の化学洗剤の代替となっている。
手動で又は洗濯機の分注システムを介して分注するなど、液体化学洗剤組成物を使用するために現在実施されているものと非常によく似た、生分解性洗剤組成物の使用方法、若しくは、消費者又は商業的な設定において現在実施されている手洗い方法もまた、本明細書で予定されている。生分解性洗剤組成物は、浸漬法、前処理法などを含めた、洗浄、清浄化、及び／又は織物のケア方法に用いることができる。例えば、方法には、織物又は生地を生分解性洗剤組成物に有効な時間量で接触させて、埃／デブリ、土、汚れ、油、グリースを除去し、織物を一般に清浄化することが包含されるであろう。特に、任意選択的に水溶液でありうる、有効量の生分解性洗剤組成物は、清浄化される織物又は生地を含む洗浄容器内へと分注することができる。例示的な洗浄容器としては、商業用又は住宅用の洗濯機、並びに手洗い用の洗い桶が挙げられる。
例証：
試験結果
１．ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦスペクトル解析
２つのマトリクス支援レーザー脱離／イオン化（ＭＡＬＤＩ）マトリクス、すなわち、α−シアノ−４−ヒドロキシケイ皮酸（ＣＨＣＡ）及びシナピン酸（ＳＡ）を実験に使用した。両マトリクスを、５０／５０アセトニトリル／水（０．３％トリフルオロ酢酸を含む）中、およそ１０ｍｇ／ｍＬで調製した。試料をＣＨＣＡマトリクス中、１／２０希釈し、各希釈試料０．５μＬをステンレス鋼ＭＡＬＤＩプレート上にスポットした。分画分子量スピンフィルタを使用して、１００μＬの試料負荷で、３，０００Ｄａ未満又は１０，０００Ｄａ未満のいずれかの試料成分を除去した。濃縮された高分子量試料（１０μＬ）を１／３０希釈して、各希釈試料０．５μＬをステンレス鋼ＭＡＬＤＩプレート上にスポットした。
試験結果
１．ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦスペクトル解析
２つのマトリクス支援レーザー脱離／イオン化（ＭＡＬＤＩ）マトリクス、すなわち、α−シアノ−４−ヒドロキシケイ皮酸（ＣＨＣＡ）及びシナピン酸（ＳＡ）を実験に使用した。両マトリクスを、５０／５０アセトニトリル／水（０．３％トリフルオロ酢酸を含む）中、およそ１０ｍｇ／ｍＬで調製した。試料をＣＨＣＡマトリクス中、１／２０希釈し、各希釈試料０．５μＬをステンレス鋼ＭＡＬＤＩプレート上にスポットした。分画分子量スピンフィルタを使用して、１００μＬの試料負荷で、３，０００Ｄａ未満又は１０，０００Ｄａ未満のいずれかの試料成分を除去した。濃縮された高分子量試料（１０μＬ）を１／３０希釈して、各希釈試料０．５μＬをステンレス鋼ＭＡＬＤＩプレート上にスポットした。
発酵産物を、それらのフィンガープリントを特徴付けるために、Ｖｏｙａｇｅｒ ＤＥ ＳＴＲマトリクス支援レーザー脱離／イオン化−飛行時間型質量分析計（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ）ＭＳシステムを使用して分析した。実施形態を三重で分析した。５回の分析を陽性モードにおいて以下の範囲で行った：５０〜１，０００、５００〜５，０００、３，０００〜１２，０００、１０，０００〜８０，０００、及び１０，０００〜１５０，０００ｍ／ｚ。生分解性洗剤組成物を、各質量範囲について陰性モードでスクリーニングした。市販の質量標準溶液又はウシ血清アルブミンを使用して、試料スペクトルを較正した。質量標準を、各ｍ／ｚ範囲について分析し、内部較正した。試料スペクトルを、隣接する質量標準を用いて外部較正した。ＭＡＬＤＩプロファイルが図１〜５のグラフに与えられている。
グラフ１、２、３、４及び５を参照すると、生分解性洗剤組成物は、グラフ１〜５に示されるように、約１３７５．８ｍ／ｚ〜約２００９．２ｍ／ｚの範囲のピーク質量値を伴って、約５１３．１ｍ／ｚ〜約２８４７．７ｍ／ｚの範囲のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳスペクトルを有することが観察される。
２．ＨＬＢ値の決定
表１に示されるように、別々の試験管内で、１．５ｍｌの乳化剤を異なる比率のＳｐａｎ８０（ＨＬＢ＝４）と混合して生分解性洗剤組成物とすることによって、親水性−親油性バランス（ＨＬＢ）値を生成した。２７ｍｌの蒸留水をすべての試験管に加えて、溶液を得た。該溶液に、ＨＬＢ値が６の油１．５ｍｌを加え、２０秒間、振盪させた。試験管を２４時間、インキュベートし、未知の試料についてのＨＬＢ値を、次式を使用して計算した：
Span80の割合（％）×４（Span80のHLB）＋生成物の割合（％）×生成物HLB＝６
生成物のHLB＝（６−Span80の割合（％）×４）／生成物の割合（％））
表１に示されるように、別々の試験管内で、１．５ｍｌの乳化剤を異なる比率のＳｐａｎ８０（ＨＬＢ＝４）と混合して生分解性洗剤組成物とすることによって、親水性−親油性バランス（ＨＬＢ）値を生成した。２７ｍｌの蒸留水をすべての試験管に加えて、溶液を得た。該溶液に、ＨＬＢ値が６の油１．５ｍｌを加え、２０秒間、振盪させた。試験管を２４時間、インキュベートし、未知の試料についてのＨＬＢ値を、次式を使用して計算した：
Span80の割合（％）×４（Span80のHLB）＋生成物の割合（％）×生成物HLB＝６
生成物のHLB＝（６−Span80の割合（％）×４）／生成物の割合（％））
安定なエマルションを８４％：１６％であると仮定して、次式を使用してＨＬＢ値を計算した：
８４％×４＋１６％×生成物ＨＬＢ＝６
生成物ＨＬＢ＝６−（８４／１００×４）／１６／１００
生成物ＨＬＢ＝１６．５
８４％×４＋１６％×生成物ＨＬＢ＝６
生成物ＨＬＢ＝６−（８４／１００×４）／１６／１００
生成物ＨＬＢ＝１６．５
３．乳化アッセイ（Ｅ２４）
一連の試験管に４ｍｌの試料及び４ｍｌのガソリンを取り分け、溶液を得る。溶液を２分間、ボルテックス攪拌し、２４時間、静置する。Ｅ２４は、乳化層の高さ（ｍｍ）を液柱の高さ全体（ｍｍ）で除算した商のパーセンテージとして与えられる。対照試験管には、３．５ｍｌの水、０．５ｍｌのＴｒｉｔｏｎ×１００及び４ｍｌのガソリンが添加される。
一連の試験管に４ｍｌの試料及び４ｍｌのガソリンを取り分け、溶液を得る。溶液を２分間、ボルテックス攪拌し、２４時間、静置する。Ｅ２４は、乳化層の高さ（ｍｍ）を液柱の高さ全体（ｍｍ）で除算した商のパーセンテージとして与えられる。対照試験管には、３．５ｍｌの水、０．５ｍｌのＴｒｉｔｏｎ×１００及び４ｍｌのガソリンが添加される。
対照試料及び試験試料について、平均値を計算し、そこからＥ２４値を計算した。
例証：
対照の平均値が６７．２７であり、試料が５６．３６であった場合、
乳化アッセイ（Ｅ２４）＝１００／６７．２７×５６．３６＝８３．７
である。
対照の平均値が６７．２７であり、試料が５６．３６であった場合、
乳化アッセイ（Ｅ２４）＝１００／６７．２７×５６．３６＝８３．７
である。
４．滴定酸度の決定
滴定酸度は、所与の溶液の総有機酸含量である。試験される試料は、脱イオン水を用いて１：１００の比（５０ｍｌのＤＩ水中、０．５ｍｌの試料）に適切に希釈される。２０μｌ（２〜３滴）の１％フェノールフタレイン指示薬を希釈試料に加え、混合して、溶液を得る。溶液を、かすかなピンク色が得られるまで、０．１Ｎの水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）に対して滴定する。消費されるＮａＯＨの量を書き留め、以下に示す計算に使用する。
滴定酸度は、所与の溶液の総有機酸含量である。試験される試料は、脱イオン水を用いて１：１００の比（５０ｍｌのＤＩ水中、０．５ｍｌの試料）に適切に希釈される。２０μｌ（２〜３滴）の１％フェノールフタレイン指示薬を希釈試料に加え、混合して、溶液を得る。溶液を、かすかなピンク色が得られるまで、０．１Ｎの水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）に対して滴定する。消費されるＮａＯＨの量を書き留め、以下に示す計算に使用する。
全滴定酸度−
ＮａＯＨのｍｌ→ｘｍｌ
ＮａＯＨの規定度→０．１Ｎ
滴定される全容積→５０ｍｌ
希釈係数→１０−２
乳酸に関する滴定酸度＝全ＴＡ×０．００９
９０は乳酸の分子量である。
ＮａＯＨの規定度→０．１Ｎ
滴定される全容積→５０ｍｌ
希釈係数→１０−２
乳酸に関する滴定酸度＝全ＴＡ×０．００９
９０は乳酸の分子量である。
上記の例は、本発明の範囲内における生分解性洗剤組成物の有効性についての代表例を提供している。本発明は、その精神又は本質的な特徴から逸脱することなく、他の特定の形態で具現化することができよう。記載される実施形態は、すべての点において、単なる例示であって限定ではないとみなされるべきである。
Claims (12)
- バイオサーファクタント、
ポリオール、
生体高分子、
有機酸、
短鎖ペプチド、
精油、及び
安定剤
を含む生分解性洗剤組成物であって、
該生分解性洗剤組成物が、約３．６０未満のｐＨ値、約９．０〜１２．０の滴定酸度％、約１４〜約１６．５のＨＬＢ値、約７３〜約７９のＥ２４値を有する、
生分解性洗剤組成物。 - 約１３７５．８ｍ／ｚ〜約２００９．２ｍ／ｚの範囲のピーク質量値を伴う、約５１３．１ｍ／ｚ〜約２８４７．７ｍ／ｚの範囲のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳスペクトルを有することを特徴とする、請求項１に記載の生分解性洗剤組成物。
- 請求項１に記載の生分解性洗剤組成物を製造する方法であって、
エネルギー源、発酵促進剤、又は添加剤である培地を介して、少なくとも１つの出発培養プロバイオティック生物を発酵させる工程、
前記培地に、乳化剤又は洗剤を発酵促進剤又は添加剤として添加する工程、
前記培地のｐＨ値がひとたび約４．０に達したら、該培地に天然植物油を添加して、発酵産物を得る工程、
精油を、単独で、若しくは前記乳化剤又は洗剤と組み合わせて、前記発酵産物と混合する工程、及び
安定剤を、単独で、又は前記発酵産物と組み合わせて、添加する工程
を含み、
前記発酵が、ｐＨ、滴定酸度、ＨＬＢ値、及びＥ２４値が所望の値になるまで継続され、
前記乳化剤又は洗剤が、約０．０５〜約０．１５％の範囲で添加され、
前記天然植物油が、ブロスの全容積の約０．０５〜約５％の範囲で添加され、かつ
前記安定剤が、約０．５〜約３．０％の濃度で添加される、
方法。 - 前記プロバイオティクス生物が、乳酸、プロバイオティクス、光合成、及びスルフィドを利用する微生物種に由来する、少なくとも１種の微生物を含むことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
- 前記スルフィドを利用する微生物が、紅色非硫黄細菌種であることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
- 前記紅色非硫黄細菌種が、ビフィドバクテリウム属（Bifidobacterium）、ラクトバシラス属（Lactobacillus）、ラクトコッカス属（Lactococcus）、バシラス属（Bacillius）、サッカロミケス属（Saccharomyces）、ロドシュードモナス属（Rhodopseudomonas）、又はそれらの組合せであることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
- 前記エネルギー源、発酵促進剤、又は添加剤が、果汁、未精製の甘ショ糖、ビート糖、糖蜜、又は天然の糖源、前記乳化剤又は洗剤、前記天然植物油を、単独で、又は他のものと組み合わせて含むことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
- 前記精油が、前記ブロスの全容積の約０．０５〜約５％の範囲で、前記発酵産物と混合されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
- 前記精油が、ラベンダー油、レモン油、レモングラス油、又はそれらの組合せを含むことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
- 前記発酵が、約１７℃〜約４５℃の範囲の周囲温度で１４〜４２日間、行われることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
- 前記洗剤が、生きている微生物及び酵素を含めることができることを特徴とする、請求項１に記載の生分解性洗剤。
- 有効量の請求項１又は２に記載される生分解性洗剤組成物を織物と接触させる工程を含む、織物の洗浄方法。
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