JP2946491B2 - Method for producing micellar aqueous solution of keratin - Google Patents

Method for producing micellar aqueous solution of keratin

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JP2946491B2 JP31244890A JP31244890A JP2946491B2 JP 2946491 B2 JP2946491 B2 JP 2946491B2 JP 31244890 A JP31244890 A JP 31244890A JP 31244890 A JP31244890 A JP 31244890A JP 2946491 B2 JP2946491 B2 JP 2946491B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、不可逆的なジスルフィド結合の変成を伴わ
ないケラチンのミセル水溶液の製造法に関する。本発明
方法にて得られたミセル水溶液はケラチン高分子膜、フ
ィルム、繊維、スポンジ等各種産業の製品の製造に用い
られる。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a micelle aqueous solution of keratin without irreversible modification of disulfide bonds. The micelle aqueous solution obtained by the method of the present invention is used for manufacturing products of various industries such as keratin polymer membranes, films, fibers, sponges and the like.

[従来の技術] 毛髪、獣毛、羽毛等の動物組織中に構造タンパクとし
て存在するケラチンは従来より膜、繊維などの産業素材
の原料として注目されている。
[Related Art] Keratin, which is present as a structural protein in animal tissues such as hair, animal hair, and feathers, has been attracting attention as a raw material for industrial materials such as membranes and fibers.

しかしながら、ケラチンは通常の溶媒に対し不溶ない
し難溶である。このため天然原料中のケラチンを利用す
るには、加水分解による大幅な短分子量化、またはケラ
チンのジスルフィド結合の還元処理あるいは生成したチ
オール基の化学処理による非可逆的保護化等を必要とす
る。すなわち、ケラチンを含有する天然物を濃厚な酸ま
たはアルカリにより処理して生成した加水分解物;還元
剤と高濃度尿素水溶液等のタンパク質変成剤とを併用し
ケラチンのジスルフィド結合を還元開裂してチオール基
としたケラチン水溶液;該ケラチンのチオール基の再結
合防止のためにモノヨード酢酸や亜硫酸ナトリウム/テ
トラチオン酸ナトリウム等により不可逆的に化学修飾し
たケラチン誘導体;あるいは還元開裂とタンパク質分解
酵素により短分子量化したケラチン水溶液などの形態と
して使用されている。
However, keratin is insoluble or hardly soluble in ordinary solvents. Therefore, in order to utilize keratin in a natural raw material, it is necessary to significantly reduce the molecular weight by hydrolysis, or to perform irreversible protection by reducing the disulfide bond of keratin or chemically treating the generated thiol group. That is, a hydrolyzate produced by treating a natural product containing keratin with a concentrated acid or alkali; a reducing agent and a protein denaturing agent such as a high-concentration urea aqueous solution are used in combination to reductively cleave disulfide bonds of keratin to form thiol. Aqueous keratin solution; keratin derivative chemically modified irreversibly with monoiodoacetic acid or sodium sulfite / sodium tetrathionate to prevent recombination of the thiol group of the keratin; or reduced in molecular weight by reductive cleavage and proteolytic enzyme It is used as a form of keratin aqueous solution.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、酸化処理によって得たタンパク質から
ケラチンを復元するには複雑な化学処理が必要であり回
収収率は著しく低い。一方、還元処理では、アルカリ性
条件下、水を主成分としたメタノール、エタノール、ア
ミドなどの溶媒中、チオールなどの還元剤と尿素などの
タンパク質変成剤とからなる可溶化剤の存在下にケラチ
ンを還元可溶化し、透析、限外濾過等により可溶化剤を
除去する。また、透析中にケラチンが不溶化するのを防
止するため還元処理後、ケラチン溶液に界面活性剤を添
加することも提案されている(特開昭63−301809号)。
このような還元処理は酸化処理に比べ簡便なケラチンの
調製法であるが、髪、羊毛や角のような堅いケラチン含
有物を原料とした場合、ケラチンの抽出速度は緩慢であ
りケラチン回収率も低い。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in order to recover keratin from a protein obtained by the oxidation treatment, a complicated chemical treatment is required, and the recovery yield is extremely low. On the other hand, in the reduction treatment, keratin is dissolved in a solvent such as methanol, ethanol, or amide containing water as a main component in the presence of a solubilizing agent composed of a reducing agent such as thiol and a protein denaturing agent such as urea under alkaline conditions. After reducing and solubilizing, the solubilizing agent is removed by dialysis, ultrafiltration or the like. It has also been proposed to add a surfactant to a keratin solution after a reduction treatment in order to prevent keratin from being insolubilized during dialysis (JP-A-63-301809).
Such a reduction treatment is a simpler method of preparing keratin than an oxidation treatment.However, when a hard keratin-containing material such as hair, wool or horn is used as a raw material, the extraction rate of keratin is slow and the keratin recovery rate is high. Low.

さらに、ケラチン含有物質を水性または有機性媒体中
で還元して得られた液に金属塩を加えて変性ケラチン物
質を沈澱として分離する方法も提案されている(特開昭
53−23999号)。しかしながら、かかる方法は産業廃水
の処理に用いられる重金属吸着能を備えた変性ケラチン
物質の製造に関するものであり、ケラチンのミセル水溶
液の製造、ケラチンの抽出速度の改善については何ら記
載されていない。
Furthermore, a method has been proposed in which a metal salt is added to a liquid obtained by reducing a keratin-containing substance in an aqueous or organic medium, and the modified keratin substance is separated as a precipitate (Japanese Patent Application Laid-open No. Sho.
53-23999). However, this method relates to the production of a modified keratin substance having a heavy metal adsorption capacity used in the treatment of industrial wastewater, and does not disclose production of a micellar aqueous solution of keratin or improvement of the extraction rate of keratin.

[課題を解決するための手段] そこで本発明者は、ケラチンを含有する天然物からケ
ラチンを効率的に抽出する方法について鋭意検討を行っ
た。その結果、ケラチン含有物質を還元剤およびタンパ
ク質変成剤にさらに界面活性剤を含む水中にて撹拌加熱
し、ついでこれを透析処理することによりケラチンを効
率的に抽出することができ、ケラチンのミセル水溶液が
得られるとの知見を得た。
[Means for Solving the Problems] Accordingly, the present inventors have intensively studied a method for efficiently extracting keratin from a natural product containing keratin. As a result, the keratin-containing substance is stirred and heated in water containing a surfactant in addition to the reducing agent and the protein denaturing agent, and then is subjected to dialysis, whereby keratin can be efficiently extracted, and a micellar aqueous solution of keratin can be obtained. Was obtained.

すなわち本発明は、ケラチン含有物質を水性媒体中、
界面活性剤の存在下に還元し、得られたミセル水溶液を
透析することを特徴とするケラチンのミセル水溶液の製
造法を提供するものである。また、本発明はケラチン含
有物質を水性媒体中、界面活性剤の存在下、超音波照射
のもとに還元することを特徴とするケラチンのミセル水
溶液の製造法を提供するものである。また、従来の方法
により得られたケラチン粉末自体を上記水性媒体中還元
剤とともに撹拌加熱して溶解し、容易にケラチン溶液を
得ることもできる。
That is, the present invention provides a keratin-containing substance in an aqueous medium,
It is intended to provide a method for producing a micellar aqueous solution of keratin, comprising reducing in the presence of a surfactant and dialyzing the resulting micelle aqueous solution. The present invention also provides a method for producing a micelle aqueous solution of keratin, which comprises reducing a keratin-containing substance in an aqueous medium in the presence of a surfactant under ultrasonic irradiation. In addition, the keratin powder itself obtained by the conventional method can be dissolved in the aqueous medium by stirring and heating together with the reducing agent to easily obtain a keratin solution.

本発明製造法においては、まずケラチン含有物質を水
性媒体中、界面活性剤の存在下に還元する。この還元に
は、ケラチン含有物質中に存在するケラチンのジスルフ
ィド結合をチオール基に還元する還元剤が一般に用いら
れる。また、この反応は通常タンパク質変成剤を添加し
て行われる。
In the production method of the present invention, a keratin-containing substance is first reduced in an aqueous medium in the presence of a surfactant. For this reduction, a reducing agent that reduces the disulfide bond of keratin present in the keratin-containing substance to a thiol group is generally used. This reaction is usually performed by adding a protein denaturing agent.

該ケラチン含有物質は真性ケラチンを含むものであれ
ばよく、例えば人髪、羊、馬や牛の獣毛、鶏など鳥類の
羽毛が好ましく用いられるが、爪、牛の角やひずめなど
も用いられる。またケラチン粉末は、種々の公知の方法
(例えば、T.T.Sun and H.Green,J.Biol.Chem.,253,205
3−2060(1978))により調製したものが用いられる。
The keratin-containing substance may be a substance containing intrinsic keratin, and for example, human hair, sheep, animal hair of horses and cows, feathers of birds such as chickens are preferably used, but nails, horns and hooves of cows are also used. . Keratin powder can be prepared by various known methods (for example, TT Sun and H. Green, J. Biol. Chem., 253, 205).
3-2060 (1978)) is used.

上記水性媒体は水単独、または水と水混和性の有機溶
媒との混合物であってよく、含水率が50重量%以上、好
ましくは80重量%以上の溶媒を用いる。水混和性の有機
溶媒としてはたとえばメタノール、エタノールなどの低
級脂肪酸アルコールなどが挙げられる。
The aqueous medium may be water alone or a mixture of water and a water-miscible organic solvent, and a solvent having a water content of 50% by weight or more, preferably 80% by weight or more is used. Examples of the water-miscible organic solvent include lower fatty alcohols such as methanol and ethanol.

また、上記還元剤としては、2−メルカプトエタノー
ル、チオグリコール酸、トルエン−ω−チオール、ジチ
オスレイトール、ジチオエリスリトールなどのチオール
類;トリプロピルホスフィン、トリブチルホスフィンな
どのトリアルキルホスフィン、亜硫酸水素ナトリウムな
どの無機還元化合物などが挙げられる。
Examples of the reducing agent include thiols such as 2-mercaptoethanol, thioglycolic acid, toluene-ω-thiol, dithiothreitol, and dithioerythritol; trialkylphosphines such as tripropylphosphine and tributylphosphine; sodium hydrogen sulfite; And the like.

還元剤の使用量は、ケラチン含有物質10gに対して0.0
5〜0.50モルであるが、反応効率および経済性からケラ
チン含有物質10gに対して0.05〜0.20モル用いるのが好
ましい。
The amount of the reducing agent used is 0.0 per 10 g of the keratin-containing substance.
Although it is 5 to 0.50 mol, it is preferable to use 0.05 to 0.20 mol per 10 g of the keratin-containing substance from the viewpoint of reaction efficiency and economy.

上記界面活性剤としては、アルキル硫酸塩(例えばド
デシル硫酸ナトリウム)、アルキル硫酸エステル塩、脂
肪酸アルコールリン酸エステル塩、スルホコハク酸エス
テル塩などのアニオン活性剤; 次式: [式中、R1、R2、R3およびR4の1〜2個は直鎖もしくは
分岐鎖を有する炭素数8〜20のアルキル基またはヒドロ
キシアルキル基であり、残余は炭素数1〜3のアルキル
基もしくはヒドロキシアルキル基またはベンジル基を示
し、Xはハロゲン原子または炭素数1〜2個のアルキル
硫酸基またはアルキルピリジウムハライドなどの芳香族
四級アミン塩など]で示されるカチオン界面活性剤;脂
肪酸アミンのN−カルボキシメチル体、N−スルホアル
キル化体、イミダゾリンスルホン酸などのベタイン系の
両性界面活性剤(疎水基は主として炭素数12〜14のアル
キル基もしくはアシル基、対イオンはアルカリ金属な
ど);ポリオキシエチレンアルキルエーテル型、脂肪酸
エステル型、ポリエチレンイミン型、ポリグリセリンエ
ーテル型、エステル型などの非イオン性界面活性剤(疎
水基は主として炭素数12〜14のアルキル基もしくはアシ
ル基);などが挙げられる。これらのうち、特にアニオ
ン界面活性剤が好ましい。これら界面活性剤の添加量は
ケラチン含有物質の10〜50重量%、好ましくは10〜25重
量%である。
Examples of the surfactant include anionic surfactants such as alkyl sulfates (for example, sodium dodecyl sulfate), alkyl sulfates, fatty acid alcohol phosphates, and sulfosuccinates; [Wherein, 1 to 2 of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are a linear or branched alkyl group having 8 to 20 carbon atoms or a hydroxyalkyl group, and the rest is 1 to 3 carbon atoms. Wherein X is a halogen atom, an alkyl sulfate group having 1 to 2 carbon atoms or an aromatic quaternary amine salt such as an alkylpyridium halide, etc.] A betaine-based amphoteric surfactant such as an N-carboxymethyl compound, N-sulfoalkylated product of fatty acid amine, or imidazoline sulfonic acid (a hydrophobic group is mainly an alkyl group or an acyl group having 12 to 14 carbon atoms, and a counter ion is an alkali. Metal, etc.); polyoxyethylene alkyl ether type, fatty acid ester type, polyethylene imine type, polyglycerin ether type, ester Nonionic surfactants such as (hydrophobic groups are primarily alkyl or acyl group of 12 to 14 carbon atoms); and the like. Of these, anionic surfactants are particularly preferred. The addition amount of these surfactants is 10 to 50% by weight, preferably 10 to 25% by weight of the keratin-containing substance.

また、前記タンパク質変成剤はケラチン中の水素結合
を切断するもので、その具体例としては尿素、チオ尿素
等が挙げられる。堅い組織のケラチン含有物質を使用す
る場合は、タンパク質に対して溶解作用を有する水酸化
ナトリウム、アンモニア等のアルカリあるいは塩化亜
鉛、ヨウ化ナトリウム、臭化リチウムなどの無機塩など
を溶解助剤として用いるのが好ましい。タンパク変成剤
の使用量はケラチン含有物質の溶解性、あるいは次工程
の透析処理の効率を考慮して適宜決定されるが、ケラチ
ン含有物質に対して通常3〜20重量倍、好ましくは5〜
15重量倍である。例えば尿素を用いた場合は通常3〜15
重量倍、好ましくは5〜12重量倍である。
The protein denaturing agent breaks a hydrogen bond in keratin, and specific examples thereof include urea and thiourea. When using a keratin-containing substance having a hard tissue, an alkali such as sodium hydroxide or ammonia having a dissolving effect on proteins or an inorganic salt such as zinc chloride, sodium iodide, or lithium bromide is used as a dissolution aid. Is preferred. The amount of the protein denaturing agent used is appropriately determined in consideration of the solubility of the keratin-containing substance or the efficiency of the dialysis treatment in the next step, but is usually 3 to 20 times by weight, preferably 5 to 5 times the keratin-containing substance.
15 weight times. For example, when urea is used, usually 3 to 15
It is by weight, preferably 5 to 12 times by weight.

本発明製造法において還元工程の具体的操作は例えば
つぎのようにして行われる。すなわちケラチン含有物質
をその全量が浸るよう通常4〜8モル/のタンパク質
変成剤水溶液、例えば尿素の場合には5〜8モル/の
尿素水溶液に浸漬し、還元剤と界面活性剤を加えてから
容器を密栓し、室温〜100℃にて1〜24時間撹拌するこ
とにより行われる。
In the production method of the present invention, a specific operation of the reduction step is performed, for example, as follows. That is, the keratin-containing substance is usually immersed in an aqueous solution of a protein denaturant of 4 to 8 mol /, for example, in the case of urea, 5 to 8 mol / of an aqueous solution of urea so that the entire amount of the keratin-containing substance is soaked, This is performed by sealing the container and stirring at room temperature to 100 ° C. for 1 to 24 hours.

上記還元工程においては、反応系に超音波を照射する
こともできる。超音波照射はプローブ型、浴槽型などの
公知の超音波照射装置を用いることができる。超音波照
射の強さは反応系の大きさにより異なるが、例えば反応
系の大きさが1以下のときは出力50〜200Wで充分であ
る。超音波照射により還元反応を促進することができ、
より短時間に収率よくケラチンのミセル水溶液を得るこ
とができる。
In the reduction step, the reaction system may be irradiated with ultrasonic waves. For the ultrasonic irradiation, a known ultrasonic irradiation device such as a probe type or a bathtub type can be used. The intensity of the ultrasonic irradiation varies depending on the size of the reaction system. For example, when the size of the reaction system is 1 or less, an output of 50 to 200 W is sufficient. The reduction reaction can be promoted by ultrasonic irradiation,
A micelle aqueous solution of keratin can be obtained in a shorter time and with higher yield.

このようにして得た反応液は遠心分離や濾過により不
溶物を除去した後、次の透析処理を行う。
The reaction solution thus obtained is subjected to the following dialysis treatment after removing insolubles by centrifugation or filtration.

透析処理は従来公知の処理手段によって行うことがで
きる。例えば上記のようにして不溶物を除いた反応液、
すなわちケラチン濾過液を例えばセロハンのような半透
膜の容器内に入れ、これを外液を入れた容器内に浸す。
外液としては、ジスルフィド結合をチオール基に還元す
ることができる還元剤を0.1〜0.5%含む水性媒体を用い
ることができ、例えば上記還元工程で用いた水性媒体と
還元剤の混合物を用いることができる。外液はケラチン
濾過液に対し通常20〜40容量倍用いられる。温度は室温
でよく、時間は通常12〜36時間である。このような透析
処理を2〜4回行うことによりケラチン濾過液中のタン
パク質変成剤、界面活性剤を除くことができると共に還
元剤を外液と等濃度に減らすことができ、ケラチンのミ
セル水溶液が得られる。
The dialysis treatment can be performed by a conventionally known treatment means. For example, a reaction solution from which insolubles have been removed as described above,
That is, the keratin filtrate is put into a container having a semi-permeable membrane such as cellophane, for example, and immersed in the container containing the external solution.
As the external solution, an aqueous medium containing 0.1 to 0.5% of a reducing agent capable of reducing a disulfide bond to a thiol group can be used. For example, a mixture of the aqueous medium and the reducing agent used in the above reduction step can be used. it can. The external solution is usually used at 20 to 40 times the volume of the keratin filtrate. The temperature can be room temperature and the time is usually between 12 and 36 hours. By performing such dialysis treatment 2 to 4 times, the protein denaturing agent and the surfactant in the keratin filtrate can be removed, and the reducing agent can be reduced to the same concentration as the external solution. can get.

このようにして得られたケラチンのミセル水溶液をLo
wryのタンパク定量法で検量すると、原料のケラチン含
有物質により変動するが、概ね2〜4重量%である。ま
た、アミノ酸分析によれば、該ケラチン中のシステイン
とシスチンはケラチン含有物質の種類によって変動する
ものの概ねアミノ酸100残基当たりそれぞれ4〜10個、
0.5〜2個を有している。また、電気泳動分析により分
子量15,000〜130,000のタンパク質を主成分とすること
が分かる。
The micellar aqueous solution of keratin obtained in this manner is
When calibrated by the wry protein determination method, it varies depending on the keratin-containing substance as a raw material, but is about 2 to 4% by weight. According to the amino acid analysis, cysteine and cystine in the keratin vary depending on the type of the keratin-containing substance, but generally 4 to 10 cysteines and 100 cysteines per 100 amino acid residues,
It has 0.5 to 2 pieces. In addition, it can be seen from the electrophoretic analysis that a protein having a molecular weight of 15,000 to 130,000 is mainly used.

このようなケラチンの可溶化の機構は、不溶性のケラ
チンを高濃度の尿素等のタンパク質変成剤の水素結合相
互作用により水分子との親和性を高めつつジスルフィド
結合を還元しチオール基に変換することによるとされて
いる。しかし、本発明の還元工程(ケラチンの抽出工
程)では、従来の界面活性剤の不存在下(例えば、特開
昭63−301809号)に比べケラチンの収率が1〜2割増加
し(後記第1表および第2表参照)、抽出の速度も2〜
7割と著しく向上する(後記第2表参照)。
The mechanism of such keratin solubilization is to convert insoluble keratin to a thiol group by reducing the disulfide bond while increasing the affinity with water molecules by the hydrogen bond interaction of a protein denaturant such as urea at a high concentration. According to it. However, in the reduction step (keratin extraction step) of the present invention, the yield of keratin is increased by 10 to 20% compared to the absence of a conventional surfactant (for example, JP-A-63-301809) (described later). (See Tables 1 and 2)
It is remarkably improved to 70% (see Table 2 below).

また、本発明では還元によるケラチンのジスルフィド
結合のチオール基への変換が充分でないまま短時間で効
率よくケラチンが抽出されるためか、得られたケラチン
には高分子量のものが多く含まれる。例えば、ケラチン
含有物質として髪を用いた場合、50℃、5時間にてケラ
チン抽出率は80%以上にまで進み、また抽出されたケラ
チンの分子量はポリアクリルアミド電気泳動法により分
子量約45000〜120000、12000〜45000各々が全体重量の
約4割および6割であった。それに対して、同じ条件で
あっても界面活性剤の非存在下で髪より抽出されたケラ
チンは分子量約45000以下のものが全体重量の約7割を
占め、それより高分子量のものは3割である。
Further, in the present invention, keratin is efficiently extracted in a short period of time without sufficient conversion of the disulfide bond of keratin to a thiol group by reduction. For example, when hair is used as a keratin-containing substance, the keratin extraction rate at 50 ° C. for 5 hours reaches 80% or more, and the molecular weight of the extracted keratin is about 45,000 to 120000 by polyacrylamide electrophoresis. 12000-45000 each accounted for about 40% and 60% of the total weight. On the other hand, even under the same conditions, keratin extracted from hair in the absence of a surfactant has a molecular weight of about 45,000 or less occupying about 70% of the total weight, and a higher molecular weight keratin accounts for about 30% of the total weight. It is.

本発明の上記反応液を光散乱法で調べたところ、会合
分子量25000〜60000を主とする分散が観測された。この
ような会合体は従来の界面活性剤の不存在下での反応液
では観測されなかったので界面活性剤に原因すると考え
られ、おそらくケラチンの疎水性に富むペプチド部位に
界面活性剤が入り込み安定化したミセルを形成すると考
えるのが妥当と思われる。すなわち、ジスルフィド結合
が還元されてチオール基に変換されたケラチンは共存す
る界面活性剤を取り込んでケラチンのミセル分散液とし
て効率よく抽出されたと思われる。事実、核磁気共鳴ス
ペクトルと蛋白分析によれば、透析されたケラチン水溶
液はケラチン蛋白と該界面活性剤を主成分としている。
このような抽出法、いわゆるミセル抽出法は特に爪やひ
ずめ等の堅いケラチン含有物質からのケラチンに対して
有効であることが後記第1表からわかる。
When the reaction solution of the present invention was examined by a light scattering method, dispersion mainly having an associated molecular weight of 25,000 to 60,000 was observed. Such an aggregate was not observed in the reaction solution in the absence of the conventional surfactant, and is considered to be caused by the surfactant.The surfactant probably enters the hydrophobic keratin-rich peptide site and is stable. It seems reasonable to think that the micelles are formed. That is, it is considered that the keratin in which the disulfide bond was reduced to be converted to a thiol group was efficiently extracted as a micelle dispersion of keratin by incorporating a coexisting surfactant. In fact, according to the nuclear magnetic resonance spectrum and the protein analysis, the dialyzed aqueous keratin solution contains keratin protein and the surfactant as main components.
Table 1 below shows that such an extraction method, a so-called micelle extraction method, is particularly effective for keratin from hard keratin-containing substances such as nails and hooves.

なお、本発明での超音波照射で得られたケラチン水溶
液は、ケラチン含有原料が同じであれば超音波非照射下
で得られたケラチン水溶液と本質的同等のアミノ酸組成
とタンパク質組成を有していることがアミノ酸分析とポ
リアクリルアミド電気泳動法より示唆された。
The keratin aqueous solution obtained by the ultrasonic irradiation in the present invention has an amino acid composition and a protein composition substantially equivalent to those of the keratin aqueous solution obtained under non-ultrasonic irradiation if the keratin-containing raw materials are the same. Amino acid analysis and polyacrylamide gel electrophoresis.

得られたミセル水溶液は、公知の成膜法、成形法によ
り種々の高分子量膜、フィルム、繊維、スポンジ等に成
形される。
The obtained micelle aqueous solution is formed into various high molecular weight films, films, fibers, sponges, and the like by a known film forming method and a forming method.

[実施例] つぎに本発明を実施例、比較例にもとづきさらに具体
的に説明する。
[Examples] Next, the present invention will be described more specifically based on examples and comparative examples.

実施例1 羊毛(Collidale種より採取)20gを8M尿素水溶液370m
lに浸漬し、ドデシル硫酸ナトリウム12gと2−メルカプ
トエタノール35mlを添加した。ついで容器を密栓し60℃
にて8時間撹拌しながら出力80Wにて超音波照射した。
反応物を室温にもどしてから不溶物を濾過により除去し
た。濾液をセロファンチューブに入れて0.3重量%2−
メルカプトエタノール水溶液(10)に対して2回透析
した。得られた無色透明の透析液470mlは少量の2−メ
ルカプトエタノールと該界面活性剤を含んだ目的のケラ
チンのミセル水溶液である。
Example 1 20 g of wool (collected from Collidale species) was 370 m in 8M urea aqueous solution
Then, 12 g of sodium dodecyl sulfate and 35 ml of 2-mercaptoethanol were added. Then close the container and seal at 60 ℃
Ultrasonic irradiation was performed at an output of 80 W while stirring for 8 hours.
After allowing the reaction to return to room temperature, insolubles were removed by filtration. Put the filtrate in a cellophane tube and add 0.3% by weight
The solution was dialyzed twice against an aqueous mercaptoethanol solution (10). 470 ml of the obtained colorless and transparent dialysate is a micelle aqueous solution of the target keratin containing a small amount of 2-mercaptoethanol and the surfactant.

Lowry法によりこの溶液のタンパク定量を行ったとこ
ろ0.27gのケラチンを含みケラチン濃度は2.7%でケラチ
ン収率は63%であった。また、該水溶液を凍結乾燥して
得たケラチン粉末のアミノ酸分析を行ったところ、アミ
ノ酸100残基当たり、システインが7.8個、シスチンが0.
7個であった。また、ポリアクリルアミド電気泳動法で
調べたところ、分子量15,000から70,000のタンパク質が
主成分であった。
When the protein content of this solution was determined by the Lowry method, it contained 0.27 g of keratin, the keratin concentration was 2.7%, and the keratin yield was 63%. In addition, keratin powder obtained by freeze-drying the aqueous solution was subjected to amino acid analysis, and it was found that 7.8 cysteines and 0.1 cystine per 100 amino acid residues.
There were seven. When examined by polyacrylamide gel electrophoresis, a protein having a molecular weight of 15,000 to 70,000 was the main component.

実施例2 超音波照射を行わず反応時間を24時間とした以外は実
施例1と同様にして羊毛20gを処理し、少量の2−メル
カプトエタノールと界面活性剤を含む無色透明の透析液
としてケラチンのミセル水溶液(480ml)を得た。この
溶液を実施例1と同様にしてタンパク定量したところ、
ケラチン濃度2.5%でケラチン収率は60%であった。ま
た、この水溶液を凍結乾燥して得たケラチン粉末のアミ
ノ酸分析を行ったところ、アミノ酸100残基当たり、シ
ステインが7.5個、シスチンが0.9個であった。また、ポ
リアクリルアミド電気泳動法で調べたところ、分子量1
5,000から70,000のタンパク質が主成分であった。
Example 2 Wool 20 g was treated in the same manner as in Example 1 except that the reaction time was changed to 24 hours without performing ultrasonic irradiation, and keratin was obtained as a colorless and transparent dialysate containing a small amount of 2-mercaptoethanol and a surfactant. (480 ml) was obtained. When this solution was subjected to protein quantification in the same manner as in Example 1,
At a keratin concentration of 2.5%, the keratin yield was 60%. Amino acid analysis of keratin powder obtained by freeze-drying this aqueous solution showed 7.5 cysteines and 0.9 cystine per 100 amino acid residues. When examined by polyacrylamide electrophoresis, the molecular weight was 1
5,000 to 70,000 proteins were the major components.

比較例1 界面活性剤を添加したかった以外は実施例2と同様に
してケラチンのミセル水溶液を調製した。結果を第1表
に示す。
Comparative Example 1 A micelle aqueous solution of keratin was prepared in the same manner as in Example 2 except that a surfactant was added. The results are shown in Table 1.

実施例3 人髪を中性洗剤で水洗後、ヘキサンで洗浄した。この
人髪5gを8M尿素水溶液120mlに浸漬した。これにドデシ
ル硫酸ナトリウム5gと2−メルカプトエタノール8mlを
添加し、容器を密栓し、50℃にて5〜35時間撹拌した。
5、10および35時間後に各々反応物を10ml採取し不溶物
を濾過により除去した。得られた濾液をセロファンチュ
ーブに入れて0.3重量%の2−メルカプトエタノール水
溶液2に対して2回透析し、少量の2−メルカプトエ
タノールと界面活性剤を含んだ無色透明の透析液として
目的のケラチンのミセル水溶液を得た。この溶液10gをL
owry法によりタンパク定量したところ第2表に示すケラ
チン収率を得た。また該水溶液を凍結乾燥して得たケラ
チン粉末のアミノ酸分析を行ったところ、アミノ酸100
残基当たりシステインが8個、シスチンが1.2個であっ
た。またポリアクリルアミド電気泳動法で調べたとこ
ろ、分子量45,000〜120,000および12,000〜45,000の蛋
白質を含み、それぞれ4割と6割とするが示唆された。
Example 3 Human hair was washed with a neutral detergent and then washed with hexane. 5 g of this human hair was immersed in 120 ml of an 8M aqueous urea solution. To this, 5 g of sodium dodecyl sulfate and 8 ml of 2-mercaptoethanol were added, the vessel was sealed, and the mixture was stirred at 50 ° C for 5 to 35 hours.
After 5, 10, and 35 hours, 10 ml of each reaction product was collected, and insolubles were removed by filtration. The obtained filtrate was put into a cellophane tube and dialyzed twice against a 0.3% by weight aqueous solution of 2-mercaptoethanol 2 to obtain a target keratin as a colorless and transparent dialysate containing a small amount of 2-mercaptoethanol and a surfactant. Was obtained. 10 g of this solution is L
As a result of protein quantification by the owry method, keratin yields shown in Table 2 were obtained. Amino acid analysis of keratin powder obtained by freeze-drying the aqueous solution showed that amino acid 100
There were 8 cysteines and 1.2 cystine per residue. Examination by polyacrylamide electrophoresis showed that proteins containing proteins with molecular weights of 45,000 to 120,000 and 12,000 to 45,000 were contained, and the ratios were 40% and 60%, respectively.

比較例2 界面活性剤を添加しなかった以外は実施例3と同様に
してケラチンのミセル水溶液を調製した。結果を第2表
に示す。
Comparative Example 2 A micelle aqueous solution of keratin was prepared in the same manner as in Example 3 except that the surfactant was not added. The results are shown in Table 2.

実施例4 鶏羽10gを60重量%臭化リチウム水溶液180mlに浸漬
し、ドデシル硫酸ナトリウム5gと2−メルカプトエタノ
ール10mlを添加後、容器を密栓し45℃にて2時間振盪し
ながら出力80Wにて超音波照射した。不溶物を濾過によ
り除去した反応液をセロファンチューブに入れて0.3重
量%2−メルカプトエタノール水溶液10に対して2回
透析した。少量の2−メルカプトエタノールと該界面活
性剤を含んだ無色透明の透析液として目的のケラチンミ
セル水溶液230mlを得た。ケラチン濃度3.3%でケラチン
収率は76%であった。
Example 4 10 g of chicken wings were immersed in 180 ml of a 60% by weight aqueous solution of lithium bromide, and after adding 5 g of sodium dodecyl sulfate and 10 ml of 2-mercaptoethanol, the container was tightly sealed and shaken at 45 ° C for 2 hours at an output of 80 W. Ultrasonic irradiation was performed. The reaction solution from which insoluble matter was removed by filtration was put into a cellophane tube and dialyzed twice against 10% by weight of a 0.3% by weight aqueous solution of 2-mercaptoethanol. 230 ml of the desired aqueous keratin micelle solution was obtained as a colorless and transparent dialysate containing a small amount of 2-mercaptoethanol and the surfactant. At a keratin concentration of 3.3%, the keratin yield was 76%.

また、該水溶液を凍結乾燥して得られたケラチン粉末
のアミノ酸分析は、アミノ酸100残基当たり、システイ
ンが6.1個、シスチンが1.2個の存在を示した。また、ポ
リアクリルアミド電気泳動法で調べたところ、分子量1
5,000から70,000のタンパク質が主成分であった。
Amino acid analysis of keratin powder obtained by freeze-drying the aqueous solution showed that 6.1 cysteines and 1.2 cystine were present per 100 amino acid residues. When examined by polyacrylamide electrophoresis, the molecular weight was 1
5,000 to 70,000 proteins were the major components.

実施例5 超音波照射を行わず、処理時間を15時間とした以外は
実施例4と同様にしてケラチンのミセル水溶液を調製し
た。結果を第1表に示す。
Example 5 A micelle aqueous solution of keratin was prepared in the same manner as in Example 4 except that the ultrasonic irradiation was not performed and the treatment time was changed to 15 hours. The results are shown in Table 1.

比較例3 界面活性剤を添加せず処理時間を24時間とした以外は
実施例4と同様にしてケラチンのミセル水溶液を調製し
た。結果を第1表に示す。
Comparative Example 3 A micelle aqueous solution of keratin was prepared in the same manner as in Example 4, except that the treatment time was changed to 24 hours without adding a surfactant. The results are shown in Table 1.

実施例6 粉砕した牛角10gを8M尿素水溶液150mlに浸漬し、臭化
リチウム80g、ドデシル硫酸ナトリウム5gと2−メルカ
プトエタノール15mlを添加した後、容器を密栓し、60℃
にて8時間振盪しながら出力80Wにて超音波照射した。
室温にもどしてから不溶物を濾過により除去した。濾液
をセロファンチューブに入れて0.3重量%2−メルカプ
トエタノール溶液10に対して2回透析した。得られた
無色透明の透析液185mlは少量の2−メルカプトエタノ
ールと該界面活性剤を含んだ目的のケラチンのミセル水
溶液である。この溶液のケラチン濃度は3.0%であり、
ケラチン収率は55%であった。また、該水溶液を凍結乾
燥して得たケラチン粉末のアミノ酸分析を行ったとこ
ろ、アミノ酸100残基当たりシステインが4.5個、シスチ
ンが0.6個であった。また、ポリアクリルアミド電気泳
動法で調べたところ、分子量20000〜60000のタンパク質
が主成分であった。
Example 6 10 g of ground cow's horn was immersed in 150 ml of an 8M aqueous urea solution, 80 g of lithium bromide, 5 g of sodium dodecyl sulfate and 15 ml of 2-mercaptoethanol were added.
Ultrasonic irradiation at an output of 80 W while shaking for 8 hours.
After returning to room temperature, insolubles were removed by filtration. The filtrate was placed in a cellophane tube and dialyzed twice against 10% by weight of a 0.3% by weight 2-mercaptoethanol solution. 185 ml of the obtained colorless and transparent dialysate is a micelle aqueous solution of the desired keratin containing a small amount of 2-mercaptoethanol and the surfactant. The keratin concentration of this solution is 3.0%,
The keratin yield was 55%. Amino acid analysis of keratin powder obtained by freeze-drying the aqueous solution showed that cysteine was 4.5 and cystine was 0.6 per 100 amino acid residues. Further, when examined by polyacrylamide electrophoresis, a protein having a molecular weight of 20,000 to 60,000 was the main component.

実施例7 超音波照射を行わず処理時間を24時間とした以外は実
施例6と同様にしてケラチンのミセル水溶液を調製し
た。結果を第1表に示す。
Example 7 A micelle aqueous solution of keratin was prepared in the same manner as in Example 6, except that the treatment time was changed to 24 hours without performing ultrasonic irradiation. The results are shown in Table 1.

比較例4 界面活性剤を添加しなかった以外は実施例7と同様に
したケラチンのミセル水溶液を調製した。結果を第1表
に示す。
Comparative Example 4 A micellar aqueous solution of keratin was prepared in the same manner as in Example 7 except that no surfactant was added. The results are shown in Table 1.

つぎに実施例1、実施例2および比較例1(原料:羊
毛)において、反応時間を下記の第2表のごとく変えた
以外は同様の操作を行い各々試験No.1〜4、試験No.5〜
8、試験No.9〜12のミセル水溶液を調製した。また、実
施例3(原料:人髪)の結果を試験No.13〜15に、比較
例2の結果を試験No.16〜18に示す。
Next, in Examples 1, 2 and Comparative Example 1 (raw material: wool), the same operation was performed except that the reaction time was changed as shown in Table 2 below, and Test Nos. 1 to 4 and Test No. Five~
8. Test mice No. 9 to 12 were prepared. The results of Example 3 (raw material: human hair) are shown in Test Nos. 13 to 15, and the results of Comparative Example 2 are shown in Test Nos. 16 to 18.

前記の第2表および第1図に示すごとく、本発明方法
では短時間で効率よく高いケラチン収率が得られる。
As shown in Table 2 and FIG. 1, the method of the present invention can efficiently obtain a high keratin yield in a short time.

[発明の効果] 本発明製造法によればケラチンが高収率でかつ効率よ
く抽出され、不溶化を生ずることもなく可溶化剤を透析
により除去することができる。また特にアルカリを必要
としないので操作が容易であり得られたミセル水溶液は
室温における安定性が高い。
[Effects of the Invention] According to the production method of the present invention, keratin is efficiently extracted in high yield, and the solubilizing agent can be removed by dialysis without causing insolubilization. The operation is easy because no alkali is required, and the obtained micelle aqueous solution has high stability at room temperature.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は還元処理の反応時間とケラチン収率との関係を
示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the reaction time of the reduction treatment and the keratin yield.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−301809(JP,A) 特開 平2−51533(JP,A) 特開 平3−11099(JP,A) 特開 昭55−51095(JP,A) 特開 昭56−30909(JP,A) 特開 昭53−23999(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08H 1/00 - 1/06 A61K 7/00 - 7/50 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-63-301809 (JP, A) JP-A-2-51533 (JP, A) JP-A-3-11099 (JP, A) 51095 (JP, A) JP-A-56-30909 (JP, A) JP-A-53-23999 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) C08H 1 / 00-1 / 06 A61K 7/00-7/50

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ケラチン含有物質を水性媒体中、界面活性
剤の存在下に還元し、得られたミセル水溶液を透析する
ことを特徴とするケラチンのミセル水溶液の製造法。
1. A method for producing a micellar aqueous solution of keratin, comprising reducing a keratin-containing substance in an aqueous medium in the presence of a surfactant, and dialyzing the resulting micelle aqueous solution.
【請求項2】ケラチン含有物質を水性媒体中、界面活性
剤の存在下、超音波照射のもとに還元することを特徴と
するケラチンのミセル水溶液の製造法。
2. A method for producing a micelle aqueous solution of keratin, comprising reducing a keratin-containing substance in an aqueous medium in the presence of a surfactant under ultrasonic irradiation.
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