JPH03154627A - 発泡剤の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、牛、水牛などの動物の角および／または蹄由
来の起泡性の高い発泡剤の製造方法に関する。さらに詳
細には１本発明は、上記角および／または蹄から酵素反
応を用いて、安定した品質で効率よく、かつ環境を汚染
することなく１発泡剤を製造する方法に関する。

（従来の技術） 消化剤、軽量コンクリート部材を得るための起泡剤をは
じめとする発泡剤としては、硬質タンパクであるケラチ
ン分解産物が利用されている。ケラチン由来の発泡剤は
、起泡性が高く、シかも生じた起泡は比較的安定に存在
するため、上記使用目的に有用である。特に、水牛の角
や蹄は、ケラチン含有量が高いため、その原料として汎
用されている。例えば、水牛の角から発泡剤を得るため
には、まず、水牛の角を加熱処理した後に粉砕し。

該粉砕物にアルカリ液として消石灰水ｇ濁液を加え、加
熱してアルカリ分解を行う。これにより。

ケラチンは加水分解され、主としてオリゴペプチドの状
態で反応液中に溶解して存在する。反応液を濾取し、中
和剤として重炭酸アンモニウムを加えてｐＨを７〜７．
５に調整した後、濾過・［Ｆｒ６を行う。これは、その
まま発泡剤として使用することが可能であり９通常、さ
らに、安定剤、防腐剤などの添加剤が加えられて製品と
される。

上記従来の方法では、水牛の角をアルカリを用いて分解
するため、副生物としてアンモニアが生ずる。さらに、
該アルカリ　（通常、消石灰）を中和するために重炭酸
アンモニウムが用いられる。

これは中和により炭酸カルシウムとなるが、このステッ
プにおいても副生物としてアンモニアが生じる。生じた
アンモニアは燃焼させ、さらに脱臭装置を通過させるこ
とにより除去しているが、完全には除去しきれないため
、工場内の作業環境が悪化する。さらに、工場周辺の地
域の住環境をそこない、公害問題となるおそれがある。

さらに上記製造方法では、ケラチンを分解するために、
かなりの量のエネルギーと時間とを要するため１作業効
率が悪い。効果的な方法で、環境をそこなうことなく発
泡剤を製造する方法が臨まれている。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記従来の欠点を解決するものであり、その
目的とするところは、牛、水牛などの動物の角および／
または蹄由来で起泡性が高く９品質の安定した発泡剤を
効果的に製造する方法を提供することにある。本発明の
他の目的は、アンモニアなどの臭気物質を発生すること
なく、短時間のうちに上言己優れた発泡剤を製造する方
法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 発明者らは、牛、水牛などの動物の角および／または蹄
をタンパク分解酵素を用いて分解することにより、環境
を汚染することなく、効果的に発泡剤が得られることを
見出し１本発明を完成するに至った。

本発明の発泡剤の製造方法は、牛、水牛などの動物の角
および／または蹄を加熱・加圧処理する工程、該処理さ
れた角を粉砕する工程、該粉砕物をタンパク分解酵素で
分解して１分解産物を該酵素反応液に溶解した状態で得
る工程、および該反応液から分解産物を回収する工程を
包含し、そのことにより上記目的が達成される。

好適な実施態様においては、上記タンパク分解由来であ
り１１．そのことにより上記目的が達成される。

本発明においては、牛（Ｂｏｓ　）　、水牛（Ｂｕｂａ
−１ｕｓ　）などの動物の角および／または蹄が基質と
して利用される。発泡剤などの原料として従来利用され
ている水牛の角が、特に好適に用いられ得る。２種以上
の基質を混合して用いることも可能である。

本発明に用いられるタンパク分解酵素としては。

微生物（Ｂａｃｉｌｌｕｓ属、　Ａｓｐｅｒｇｉｌｌａ
ｓ属など）由来。

または動物組成由来の酵素が挙げられる。このような酵
素の市販品としては、サビナーゼ（Ｂａｃｉｌｌｕｓｓ
ｕｂｔｉｉｉｓ由来）、アルカラーゼ（Ｂａｃｉｌｌｕ
ｓ　ｌｉｃｈｅ−ｎｉｆｏｒｍｉｓ由来）、エスペラー
ゼ（Ｂａｃｉｌｌｕｓ属菌由来）　（いずれもＮｏｖｏ
社）、プロテアーゼ（Ａｓｐｅｒ−ｇｉｌｌｕｓ　　ｍ
ｅｌｌｅｕｓ由来；アマノ製薬）、ＰＴＮ（豚の膵臓由
来、主成分トリプシン：　Ｎｏｖｏ社）などが挙げられ
る。特に、　Ｂａｃｉｌｌｕｓ　　５ｕｂｔｉｌｉｓ由
来の酵素が好適である。

本発明により発泡剤を製造するには、まず、上記牛、水
牛などの動物の角および／または蹄を加熱処理する。通
常、１３０〜２００℃、好ましくは約１７０℃で、　２
．７〜１５．９ｋｇ／ｃｒｌ、好ましくは約８ｋｇ／ｃ
ｄの加圧下において加熱処理が行われる。処理時間は１
通常、１．５時間である。このように熱処理が行われる
と角や蹄を構成するケラチンのタンパク構造がα−ヘリ
ックスからβ−ヘリックス構造へと一部変化する。従っ
て、後述の酵素による分解が効果的に行われ得る。熱処
理が行われた角および／または蹄を２次に、粉砕し、酵
素反応に適した粒度の粉砕物とする。粉砕物の粒径は１
，０ｍｍ以下、特に、０．７１〜０．０５ｕ＋ｍである
ことが好ましい。

得られた粉砕物を１反応媒体である水または適当な緩衝
液に懸濁させ、上記タンパク分解酵素を加えて反応を行
う。緩衝液としては、リン酸緩衝液、トリス緩衝液など
が用いられ得る。緩衝液のｐＨは、用いられるタンパク
分解酵素の種類に応じて適宜調整される。例えば、バシ
ラス　サチリス由来の酵素サビナーゼ（Ｎｏｖｏ社）を
用いるときには、　ｐＨは好ましくは約８．３に調整さ
れる。基質である上記粉砕物は反応媒体中に約２５重量
％以下の割合で加えられる。上記分解酵素の量は、該酵
素の種類および活性の度合により異なるが、市販の酵素
を利用する場合には１通常、上記粉砕物に対して６〜１
５重量％であることが好ましい。

酵素反応としては、バッチ法、連続法および半連続法の
いずれの方法を採用することも可能である。例えば９反
応槽に緩衝液、上記粉砕物および酵素の混合物を仕込み
、４０〜７０℃にて反応を行う。

反応時間は長くてもよいが通常４時間以下である。

この反応により基質が加水分解され、オリゴペプチドや
アミノ酸となる。分解産物であるオリゴペプチドは反応
液に溶解した状態で存在する。他方。

使用した酵素は１反応後中に懸濁している基質表面に付
着する。従って、基質が完全に分解する前に反応混合物
を静置分離し、残渣に新たな基質および反応媒体を加え
て酵素反応を続けて行うことが可能である。このように
、酵素を繰り返して使用し、連続または半連続法により
反応が行われ得る。上記静置分離液中には少量の懸濁物
を含むが。

これを除去するためには例えば、メンブレンフィルター
（１，１Ｆ膜）が用いられる。得られた濾液は。

例えば、逆浸透膜（ＲＯ膜）を用いて濃縮し１分解産物
であるオリゴペプチドが得られる。このオリゴペプチド
は発泡剤として使用され得る。これに。

必要に応じて１通常の発泡剤に用いる適当な安定剤、防
腐剤などの添加剤を加えて、泡消火器の消化剤、軽量コ
ンクリート部材を得るための起泡剤などの製品とされる
。

（作用） 本発明の発泡剤の製造方法においては、牛、水牛などの
動物の角および／または蹄を加熱処理することにより該
角や蹄を構成するケラチンがα型から一部β型に変化す
る。そのためタンパク分解酵素が作用しやすい状態にな
る。タンパク分解酵素が基質に作用すると、基質は、該
分解酵素の種類に応じて、特定の位置で切断される。従
って。

従来のアルカリ分解反応の場合に比べ、ペプチド鎖の切
断される位置が特定されるため、安定した品質の製品が
得られる。このように７本発明においては、酵素反応に
より分解が行われるため、従来のアルカリ分解に比べて
エネルギーコストが低く、より簡便な方法で環境を汚染
することな（。

短時間のうちに、しかも安定した品質の製品が効果的に
得られる。人間の毛髪も基質として有効である。

（実施例） 以下に本発明を実施例につき説明する。

実施例１ 水牛の角を１７０℃、約７ｋｇ／ｃｕｔの加圧下で、１
．５時間加熱処理した。処理された角を、粉砕器（日本
理科学器械製；分析粉砕器Ｒ−８）で粉砕し、篩にかけ
て平均粒径０．２ｍｍの粉砕物を得た。得られた粉砕物
０．０４ｇを、　　１／３０Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ８，
３）に加え、さらにタンパク分解酵素としてサビナーゼ
（Ｎｏｖｏ社製）２ｍｇを加え、全容量を８−とした。

５０℃で４時間、酵素反応を行った。所定の時間に反応
液の残渣の重量を測定し１次式により粉砕物（基質）の
分解率を算出した。

反応時間と分解率との関係を第１図に示す（曲線Ａ）。

さらに反応開始１時間後における分解率を表１に示す。

比較例１ 加熱処理を行わなかった場合（第１図曲線Ｂ）。

酵素を使用しなかった場合（第１図曲線Ｃ）、および加
熱処理を行わずかつ酵素を使用しなかった場合（第１図
曲線Ｄ）について、それぞれ実施例１に準じて反応を行
った。それらの結果を第１図および表１に示す。

（以下余白） 表　　１ 表１および第１図から１本発明方法によれば。

基質である水牛の角が効果的に分解されることがわかる
。これに対して、加熱処理を行わない場合。

および酵素を使用しない場合にはいずれも分解率が低い
。特に、酵素を使用しても加熱処理を行わない場合には
、酵素が充分に作用しないため分解率が低いことが明ら
かである。

実施例２ 実容積２１の反応器に、実施例１で使用したのと同様の
粉砕物（基質）　　１２５ｇおよびサビナーゼ６．３ｇ
を入れ、水を加えて２ｆ２とした。これをｐＨ８，０に
調整し、５０℃の条件にて攪拌下で３０分間酵素反応を
行った。攪拌を停止し、静置し、上澄部分１．５７を引
き抜いた後、基質５５ｇを加え、水を加えて２１した。

酵素は添加しなかった。１回目と同様に３０分間酵素反
応を行った。この模作を繰り返し１合計４回酵素反応を
行った。使用した基質量は合計で２９０ｇであり、これ
に対して、４回目の酵素反応の残渣は３３ｇであった。

このことから基質の分解率は、８９％であることがわか
る。分解率の向上は９反応ｐＨを反応期間中核酵素の至
適ｐＨに制御したためである。このように９本発明方法
により、少量の酵素を使用した連続反応が可能であるこ
とがわかる。

比較例２ 酵素を使用しなかったこと以外は実施例１と同様である
。４回の反応液の残渣は１６２ｇであり。

分解率は４４％であった。

実施例３ 実施例１で使用したのと同様の粉砕物（基質）２０ｍｇ
および表２に示す分解酵素４　ｍｇを所定のｐＨの緩衝
液に加え、全量を４−とじて、それぞれ表２に示す条件
により反応を行った。ブランクとじて酵素を加えずに実
験を行い１次式により分解率を算出した。

基質の分解率を表２に示す。

ブａクターゼ　（明治製薬） プロテアーゼ　（アマノ製薬） セルラーゼ　　（〃） サビナーゼ　　　　（Ｎｏｖｏ　） ＰＴＮ（〃　　　） アルカラーゼ　　　（〃） ８．５ ４１．０ ０．０ ７７．０ ２４．０ ６０．７ 実施例４ 水牛の角１０ｋｇを１７０℃、約８ｋｇ／ｃｒｌの加圧
下で１．５時間加熱処理した。これを粉砕し、粉砕物。

およびサビナーゼ５００ｇを反応容器に仕込み、　ｐＨ
を８．０に制御し、攪拌下で５０℃で１時間酵素反応を
行った。これを濾過し、濾液をＲＯ膜を用いて濃縮し、
ａ縮物１２．６ｋｇ（収率１２６％）を得た。この濃縮
物は、ゲルクロマトグラフィーから分子量４００〜７０
０程度のオリゴペプチドの混合物であることがわかった
。

上記濃縮物を「泡消化薬剤技術上の規格を定める省令」
第１２条の発泡性能試験により試験し　その起泡性を調
べたところ、従来のアルカリ分解により得られる分解物
とほぼ同等の性能を有することが明らかになった。

比較例３ 実施例で得られたのと同様の粉砕物を用い、消石灰を用
いた従来のアルカリ分解法により分解を行った。得られ
た分解後の濃縮物は１１．２ｋｇ（収率１１２％）であ
った。

（発明の効果） 本発明によれば、このように、牛、水牛などの動物９角
および／または蹄から、酵素反応を利用して、消火器の
発泡剤や各種起泡剤として利用され得る泡強度の高い発
泡剤が高収率で得られる。

本発明方法によれば、従来のアルカリ分解に比べてエネ
ルギーコストが低く、より簡便な方法で環境を汚染する
ことなく、短時間のうちに、しかも安定した品質の発泡
剤が効果的に得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明方法により水牛の角を酵素分解したと
き、声よび他の条件下で水牛の角を分解したときの反応
時間と分解率との関係を示すグラフである。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、動物の角および／または蹄を加熱・加圧処理する工
   程、 該処理された角および／または蹄を粉砕する工程、 該粉砕物をタンパク分解酵素で分解して、分解産物を該
   酵素反応液に溶解した状態で得る工程、および 該反応液から分解産物を回収する工程、を包含する。 発泡剤の製造方法。 ２、前記タンパク分解酵素が（バシラスサチリス（￥Ｂ
   ａｃｉｌｌｕｓ￥￥ｓｕｂｔｉｌｉｓ￥）由来である、
   請求項１に記載の方法。 ３、前記分解反応後の反応液を濾取した後、固形成分に
   、さらに反応媒体および前記粉砕物を加えて該酵素反応
   を反復する工程を包含する、請求項１に記載の方法。