JP5548451B2 - β−グルクロニダーゼ阻害剤 - Google Patents
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Description
β-グルクロニダーゼとは、各種のアルコール類、フェノール類、アミン類等がグルクロン酸抱合された化合物(グルクロニド)を加水分解する酵素をいい、細菌、真菌、植物、動物など多くの生物に存在する。体外に排出された尿の分解には微生物の関与が大きいため、本発明においては、細菌及び真菌由来のβ-グルクロニダーゼが重要である。具体的には、Escherichia coli、Lactobacillus brevis、Propionibacterium acnes、Clostridium perfringens、Staphylococcus haemolyticus、Streptococcus agalactiae、Streptococcus pyogenes、Haemophilus somunus、Shigela sonnei、Aspergillus niger等由来のβ-グルクロニダーゼが挙げられる。これらの微生物由来のβ-グルクロニダーゼは共通のドメインを有する酵素群に分類される。さらにはヒト血漿由来のβ-グルクロニダーゼも同様のタンパク質群に分類される。
シクロペンタデカノン(Firmenich社製品名;エグザルトン)、3-メチルシクロペンタデカノン(Firmenich社製品名;ムスコン)、3-メチル-4(5)-シクロペンタデセン-1-オン(Firmenich社製品名;ムセノンデルタ)、4-シクロペンタデセン-1-オン(Firmenich社製品名;エギザルテノン、IFF社製品名:ムスクZ-4)、5-シクロヘキサデセン-1-オン(曽田香料社製品名;ムスクTM2)、8-シクロヘキサデセン-1-オン(Symrise社製品名;グロバノン)、9-シクロヘプタデセン-1-オン(Firmenich社製品名;シベトン)、2-ペンチルシクロペンテノン、α-ダマスコン、β-ダマスコン、シス-ジャスモン、2-ヘプチルシクロペンタノン、α-イオノン、β-イオノン、α-メチルイオノン、γ-メチルイオノン、7-メチル-3,4-ジヒドロ-(2H)-1,5-ベンゾジオキセピン-3-オン(Danisco社製品名:カロン)、ヌートカトン、1,2,3,4,5,6,7,8-オクタヒドロ-2,3,8,8-テトラメチル-2-アセトナフトン(IFF社製品名:イソイースーパー)。
4(5)-シクロペンタデセノライド(Firmenich社製品名:ハバノライド)、7-シクロヘキサデセノライド(アンブレットライド)、10-オキサ-16-ヘキサデカノライド(高砂香料工業社製品名;オキサライド)、11-オキサ-16-ヘキサデカノライド(Quest社製品名;ムスクR1)、シトロネリルアセテート、リナリルアセテート、ターピニルアセテート、シンナミルアセテート、シス-3-ヘキセニルベンゾエート、メチル-2-ノニノエート(慣用名:メチルオクチンカーボネート)。
アニスアルデヒド、シンナミックアルデヒド、クミンアルデヒド、シクラメンアルデヒド、エチルバニリン、2-メチル-3-(3,4-メチレンジオキシフェニル)-プロパナール(IFF社製品名:ヘリオナール)、2-メチル-3-(4-tert-ブチルフェニル)-プロパナール(Givaudan社製品名;リリアール)、フェニルアセトアルデヒド、3-フェニルプロパナール、バニリン、4-(トリシクロ[5.2.1.02,6]デシリデン-8)ブテナール(IFF社製品名:デュピカール)、ジメチル テトラヒドロベンズアルデヒド(IFF社製品名:トリプラール、Quest社製品名;リグストラール)、4-(4-ヒドロキシ-4-メチルペンチル)-3-シクロヘキセン-1-カルボキシアルデヒド(IFF社製品名:リラール)、4-(4-メチル-3-ペンテニル)-3-シクロヘキセン-1-カルボキシアルデヒド(IFF社製品名:マイラックアルデヒド)、2,6-ノナジエナール、2-メチルウンデカナール、ハイドロキシシトロネラール、シトラール。
シトロネロール、ゲラニオール、ネロール、リナロール、リナロールオキサイド、ターピネオール、シンナミックアルコール、オイゲノール、3-メチル-5-フェニル-1-ペンタノール(Firmenich社製品名;フェニルヘキサノール)、ベチベロール。
エストラゴール、6,6,9α-トリメチル-3α-エチルドデカヒドロナフト[2,1-b]フラン(IFF社製品名:グリサルバ)、p-クレジルメチルエーテル、フェニルエチルイソアミルエーテル、1-メトキシシクロドデカン(Symrise社製品名;パリサンディン)、1-メチル-1-メトキシシクロドデカン(Givaudan社製品名;マドロックス)、4,8,12-トリメチル-13-オキサビシクロ-[10.1.0]トリデカ-4,8-ジエン(Firmenich社製品名:セドロキサイド)。
α-フェランドレン、シトロネリルニトリル。
本発明において、以上のβ-グルクロニダーゼ阻害剤は、いずれかを単独で又は2種以上を組み合わせて尿臭生成抑制用組成物中に含有させることができる。また本発明のβ-グルクロニダーゼ阻害剤又は尿臭生成抑制用組成物を、家庭用及び施設用などの環境衛生製品又はサニタリー製品中に有効量含有させることにより、尿に由来する悪臭の生成に対し、高い抑制効果、防臭効果を有する製品とすることができる。また、β-グルクロニダーゼ阻害剤を、対象物(尿臭の発生を抑制しようとする物)に、尿が付着する前又は尿が付着してから付着した尿が乾燥する前に、好ましくは尿が付着してから1時間以内、さらに好ましくは10分以内に適用することにより、尿臭の生成を効果的に抑制することができる。
環境衛生製品の例としては、洗浄剤、消臭剤、繊維用洗剤、拭き取りシート等が挙げられる。また、いくつかの使用方法を併用することも可能である。本発明の環境衛生製品は、トイレ床面、壁面、便器、汚物入れ、介護施設内、衣類、下着、寝具などの尿由来悪臭の発生しやすい箇所に適用することにより、尿臭の発生を制御することができる。
サニタリー製品の例としては、吸収性物品、例えば、軽失禁用品、使い捨て紙オムツ、尿取りパッド、生理用品等が挙げられる。本発明のサニタリー製品は、付着した尿より経時的に生じる尿由来悪臭の発生を制御することができる。
本発明のβ-グルクロニダーゼ阻害剤、又はこれを含有する尿臭生成抑制用組成物を、環境衛生製品又はサニタリー製品に用いる場合、β-グルクロニダーゼ阻害作用を失わせない範囲で、一般に知られている消臭基剤を組み合せて用いる、又は含有させることができる。
酸化鉄、硫酸鉄、塩化鉄、酸化亜鉛、硫酸亜鉛、塩化亜鉛、酸化銀、酸化銅等の金属化合物;
リン酸、クエン酸、コハク酸等の酸と、トリエタノールアミン、モノエタノールアミン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、2-アミノ-2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオール(トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン)等の塩基との組み合わせからなるpH緩衝効果を有する酸ないしはその塩;
乳酸、コハク酸、リンゴ酸、クエン酸、マレイン酸、マロン酸等のカルボン酸類;
ウンデシレン酸亜鉛、2-エチルヘキサン酸亜鉛、リシノール亜鉛などの脂肪酸金属類;
カテキン、ポリフェノール、緑茶抽出物、マッシュルームエキス、木酢液、竹酢液等の植物抽出物系の消臭剤;
鉄、銅などの金属クロロフィリンナトリウム,鉄、銅、コバルトなどの金属フタロシアニン,鉄、銅、コバルト等のテトラスルホン酸フタロシアニン,二酸化チタン、可視光応答型二酸化チタン(窒素ドープ型など)などの触媒型消臭剤;
α-、β-、又はγ-シクロデキストリン、そのメチル誘導体、ヒドロキシプロピル誘導体、グルコシル誘導体、マルトシル誘導体等のシクロデキストリン類;
エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール等の悪臭の保留効果があるとされるアルキレングリコール類;
ミリスチン酸エステル類、パルミチン酸エステル類、フタル酸エステル類、アジピン酸エステル類、セバシン酸エステル類、クエン酸エステル類等の悪臭の保留効果があるとされるエステル油剤;
多孔メタクリル酸ポリマー、多孔アクリル酸ポリマー等のアクリル酸系ポリマー、多孔ジビニルベンゼンポリマー、多孔スチレン−ジビニルベンゼン−ビニルピリジンポリマー、多孔ジビニルベンゼン−ビニルピリジンポリマー等の芳香族系ポリマー、それらの共重合体等の合成の多孔質ポリマー;キチン、キトサン等の天然の多孔質ポリマー;
活性炭、シリカ、二酸化ケイ素(シリカゲル)、ケイ酸カルシウム、ハイシリカゼオライト(疎水性ゼオライト)、セピオライト、カンクリナイト、ゼオライト、水和酸化ジルコニウム等の無機多孔質物質;
銀担持ゼオライト、銀担持カンクリナイト、銀担持多孔スチレン−ジビニルベンゼン−ビニルピリジンポリマー等の金属担持多孔質
等が挙げられる。これらの消臭基剤は、単独で用いてもよく、さらに組み合わせて使うこともできる。
さらに、本発明のβ-グルクロニダーゼ阻害剤、又は尿臭生成抑制用組成物を、環境衛生製品又はサニタリー製品に用いる場合、水溶性の有機溶剤を組み合わせて用いる、又は含有させることがより好ましい。
エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、ブチルアルコール等のアルコール類;
エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、ヘキシレングリコール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、グリセリン、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジグリセリン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のグリコール類;
エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル等のエーテル類
等が挙げられる。
(1) 測定サンプルの調製
γ線滅菌済み容器中に、採取後すぐに0.2μmのフィルター(ミリポア社製、マイレックスGV)にて除菌操作を行ったヒト尿サンプル(5人のヒト尿混合物)9.9mLを入れ、続いて250units/mLに調整した大腸菌由来β-グルクロニダーゼType VII-A(シグマ社より購入)水溶液0.1mLを添加混合し、25℃恒温槽に静置して22時間反応させた。酵素液の代わりに滅菌イオン交換水0.1mLを添加したものを初期尿サンプルとして同様に22時間恒温槽中に静置した。
反応終了後、反応液9mLに内部標準としてベンジルベンゾエート エタノール溶液を添加し、ジエチルエーテル10mLを用いて2回抽出を行った。抽出液は合わせて無水硫酸マグネシウムで乾燥を行った。乾燥後、固形物をろ別し、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮して測定サンプルとした。
測定にはガスクロマトグラフ質量分析計を用いた。検出された揮発性化合物の生成量は内部標準に対するピークエリア比として算出した。この結果を表1に示す。
(1) 評価サンプルの調製
γ線滅菌済み容器中に、採取後すぐに0.2μmのフィルターにて除菌操作を行ったヒト尿サンプル(5人のヒト尿混合物)360μLを入れ、続いて20units/mLに調整したβ-グルクロニダーゼ水溶液 40μLを添加混合し、25℃恒温槽に静置して2時間反応させた。酵素液の代わりに滅菌イオン交換水40μLを添加したものを初期尿サンプルとし、同様に2時間恒温槽中に静置した。各サンプルについて、それぞれ等量を匂い紙先端に滴下し、これを評価サンプルとした。
臭気官能評価は6名のパネラーによって、臭気の強度を0〜5の評価スコアによる6段階臭気強度表示法に基づいて行った。評価スコアは、「0」無臭、「1」やっと感知できるニオイ(検知閾値)、「2」尿臭であることわかるが弱いニオイ(認知閾値)、「3」楽に尿臭であると感じられるニオイ、「4」強い尿臭、「5」強烈な尿臭を示す。臭気強度の判定は0.5刻みで行い、評価の平均値を図1に示した。
この結果より、β-グルクロニダーゼの作用によって生じる揮発性成分は尿臭強度を顕著に増加させることが確認された。
(1) サンプルの調製
腐敗尿は尿サンプル20mLを採取後、除菌操作を行わずにγ線滅菌済み容器に分注し、室温にて7日間保管したものを用いた。この腐敗尿1mLを10000rpmで5分間遠心分離し、菌体と上清に分離を行った。沈殿した菌体は0.5mLの生理食塩水中に懸濁させた。上清は0.2μmのフィルターを通して除菌を行った。
また、採取直後にフィルターを用いて除菌した尿15mLについても、同様に7日間室温にて保管した。
γ線滅菌済み容器中にて、2mM p-ニトロフェニル-β-D-グルクロニド(PNPG)水溶液250μL、0.5Mリン酸バッファー(pH6.8)100μL及びイオン交換水100μLを混合し、続いて上記尿サンプル(除菌尿、腐敗尿菌体懸濁液又は腐敗尿上清)を50μL加え、室温にてそれぞれ反応させた。
反応開始直後及び24時間反応後の上記反応液を0.2Mグリシンバッファー(pH10.4)を用いて希釈し、波長400nmの吸光度を測定した。24時間反応後の吸光度から開始直後の吸光度を差し引いた値をβ-グルクロニダーゼ活性の指標とし、サンプルごとの比較を行った。活性測定の結果を図2に示した。
この結果より、腐敗尿中に増殖した菌体がβ-グルクロニダーゼ活性を有すること、さらに菌体を含まない上清もβ-グルクロニダーゼ活性を有することから、これら菌体の産生した酵素が菌体外にも分泌されていることが確認された。
除菌尿及び腐敗尿は保管に用いた容器のままビン口での臭気評価に供した。
臭気官能評価は6名のパネラーが参考例2の(2)に示した6段階臭気強度表示法に基づいて行った。パネラーの評価の平均を図3に示した。
この結果より、尿中に増殖する菌体が尿臭強度を増加させることが確認された。
γ線滅菌済み容器中にて2mM PNPG水溶液100μL、0.5Mリン酸バッファー(pH6.8)40μL、イオン交換水38μL、各種化合物又は植物抽出物の10又は1重量%DPG(ジプロピレングリコール)溶液2μLを混合し、続いて16units/mLに調整したβ-グルクロニダーゼ水溶液20μLを加えて37℃恒温槽中で2時間酵素反応を行った。また一部の化合物については、さらに0.1重量%DPG溶液についても同様の実験を行った。供した化合物及び植物抽出物の反応液中での濃度はそれぞれ、0.1、0.01、0.001重量%となる。また、上記化合物及び植物抽出物の代わりにDPGを加えたものをコントロールとし、各サンプル及びコントロールごとに酵素液の代わりにイオン交換水を加えたものをブランクとして、それぞれ同様に2時間反応を行った。尚、サンプルの植物抽出物は、溶媒抽出物(エキス)を用いた。
上記反応液を0.2Mグリシンバッファー(pH10.4)を用いて希釈し、波長400nmにおける吸光度を測定した。得られた測定値より、次式に従ってβ-グルクロニダーゼの相対活性阻害率を求め、表2a及び表2bに示した。
γ線滅菌済み容器中にて2mM PNPG水溶液250μL、0.5Mリン酸バッファー(pH6.8)100μL、10重量% 8-シクロヘキサデセン-1-オンDPG溶液5μL及びイオン交換水100μLを混合し、続いて参考例3の腐敗尿上清サンプルを50μL加え、室温にて反応させた。反応液中での8-シクロヘキサデセン-1-オンの濃度は0.01重量%となる。また、8-シクロヘキサデセン-1-オンDPG溶液を添加しないサンプルをコントロールとして同様に反応させた。
反応開始直後及び24時間反応後の上記反応液を0.2Mグリシンバッファー(pH10.4)を用いて希釈し、波長400nmの吸光度を測定した。24時間反応後の吸光度から開始直後の吸光度を差し引いた値をβ-グルクロニダーゼ活性の指標とした。この結果を図4に示した。
この結果より、8-シクロヘキサデセン-1-オンが腐敗尿中に増殖した菌体に由来するβ-グルクロニダーゼの活性を抑制したことがわかる。
(1) サンプルの調製
γ線滅菌済み容器中に、採取後すぐに0.2μmのフィルターにて除菌操作を行ったヒト尿サンプル(5人のヒト尿混合物)9.9mL、10重量% 8-シクロヘキサデセン-1-オンDPG溶液10μLを加え、続いて250units/mLに調整したβ-グルクロニダーゼ水溶液 0.1mLを添加混合し、25℃恒温槽に静置して22時間反応させた。8-シクロヘキサデセン-1-オンの反応液中での濃度は0.01重量%となる。また、除菌尿サンプル9.9mLに酵素液 0.1mLを加えたものをコントロール、除菌尿サンプル9.9mLにイオン交換水0.1mLを加えたものをブランクとして、それぞれ同様に22時間反応させた。
反応終了後、反応液9mLに内部標準としてベンジルベンゾエート エタノール溶液を添加し、ジエチルエーテル10mLを用いて2回抽出を行った。抽出液は合わせて無水硫酸マグネシウムで乾燥を行った。乾燥後、固形物をろ別し、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮して測定サンプルとした。
測定にはガスクロマトグラフ質量分析計を用いた。検出された揮発性化合物の生成量は内部標準に対するピークエリア比として算出した。得られた値より、次式に従って揮発性成分ごとの生成抑制率を求め、表3に示した。
(1) サンプルの調製
γ線滅菌済み容器中に採取後すぐに0.2μmのフィルターにて除菌操作を行ったヒト尿サンプル(5人のヒト尿混合物)360μL、10重量% 8-シクロヘキサデセン-1-オンDPG溶液4μLを加え、続いて20unit/mLに調整したβ-グルクロニダーゼ水溶液40μLを添加混合し、25℃恒温槽に静置して2時間反応させた。8-シクロヘキサデセン-1-オンの反応液中での濃度は0.01重量%となる。また、除菌尿サンプル360μLにDPG 4μL及び酵素液 40μLを加えて混合したものをコントロール、除菌尿サンプル360μLにDPG 4μL及びイオン交換水40μLを加え混合したものをブランクとして、それぞれ同様に2時間反応させた。各サンプルについて、それぞれ等量を匂い紙先端に滴下し、これを評価サンプルとした。
臭気官能評価は6名のパネラーが参考例2の(2)に示した6段階臭気強度表示法に基づいて行った。パネラーの評価の平均を図5に示した。
この結果より、8-シクロヘキサデセン-1-オンによって官能的にも尿臭の生成が抑制されたことがわかる。
表4及び表5に示す組成(重量%)の本発明に係るβ-グルクロニダーゼ阻害剤を配合した尿臭生成抑制用組成物(スプレー用)a〜k及びl〜w、並びに比較組成物1〜2を調製し、トリガースプレー容器に入れた。
トリガースプレー容器によってこれらの組成物の各々を、10cm四方のタイル面に0.01g/cm2スプレーして1日乾燥させ、その後、ヒト尿0.5g(5人のヒト尿混合物)を均一に塗布し、12時間乾燥させた。乾燥後の尿臭強度を、参考例2の(2)に示した6段階臭気強度表示法に基づいて評価した。表4及び5には、3名の尿臭強度の評価スコアのうち、最も人数の多かった評価を示す。本発明のβ-グルクロニダーゼ阻害剤を配合した組成物には、尿臭の生成を抑制する効果が認められた。
表6に示す組成(重量%)の本発明に係るβ-グルクロニダーゼ阻害剤を配合した尿臭生成抑制用組成物を調製した。これを使い捨ておむつ用の台紙(坪量16g/m2)にスプレーし、乾燥後、その台紙を用いてフラップパルプ100重量部と吸水ポリマー(ポリアクリル酸架橋体)100重量部を均一に混合したものを包み、吸収体を得た。吸収体におけるフラップパルプ/吸水ポリマー混合体の坪量は300g/m2であった。得られた吸収体を用いて使い捨ておむつを調製した。台紙にスプレーした尿臭生成抑制用組成物中のβ-グルクロニダーゼ阻害剤の量は、0.32g/m2台紙である。
表7に示す本発明のβ-グルクロニダーゼ阻害剤を配合した尿取りパッドを調製した。具体的には、市販の尿取りパッド「花王製リリーフ尿取りパッド安心吸収」の吸水ポリマーのみを、本発明のβ-グルクロニダーゼ阻害剤を添加した吸水ポリマーに変更したものを作製した。吸水ポリマーへの阻害剤の添加量は、吸水ポリマーに対して1重量%であり、尿取りパッドに対しては1.5g/m2相当である。
この尿取りパッドから19cm×7cmの大きさの試験片を切り出し、β-グルクロニダーゼ阻害剤を配合しないものをブランクとし、尿の添加試験を行った。試験は、これらの尿取りパッドの試験片にヒト尿30g(5人のヒト尿混合物)を添加し、30℃保存下で、1時間後、24時間後、48時間後の尿臭の強さを、5人のパネラーにより、参考例2の(2)に示した6段階臭気強度表示法に基づいて評価した。各時間経過後における尿臭強度の評価の平均値を表7に示す。
表7に示すように、本発明のβ-グルクロニダーゼ阻害剤を配合した尿取りパッドの試験片は、ブランクと比べて24時間後にも尿臭の増加を抑制する効果が認められた。また、8-シクロヘキサデセン-1-オンについては、48時間後においても尿臭の増加を抑制する効果が認められた。
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