JPH03259928A - 高重合ゼラチンの製造法 - 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】 星皇ニジ２ＪＩＬ退盆ヱ− 本発明は、トランスグルタミナーゼでゼラチンを架橋重
合し、次いで酵素を失活させる事により反応を停止して
得られる主に高粘度、高融点等の特性を持つ高分子量ゼ
ラチンの製造法に関する。

従」Ｕ文轡− ゼラチンは、皮、骨等に含まれる蛋白質の１種であるコ
ラーゲンの加水分解物であり、現在、写真用、食用に、
更に、医薬用、化粧用等のカプセル等にも広く用いられ
ている。しかしながら、ゼラチンは融点が常温付近であ
るため常温では軟化してしまい、乾燥品以外での運搬の
場合や高い融点、高粘度を必要とする場合には天然のゼ
ラチンのままではその使用に制限があった。

これらの欠点を改善するために、従来グルタルアルデヒ
ド等のアルデヒド類、カリミョウバン等のミョウバン群
等のゲル化剤（又は架橋剤〉が用いられてきたが、満足
な結果は得られていない。

トランスグルタミナーゼは、蛋白質中のグルタミン残基
のγ−カルボキシアミド基とりジン残基のε−アミノ基
との間でε−（γ−グルタミル）リジン結合を形成させ
蛋白質を架橋重合する酵素である。カゼイン、大豆グロ
ブリン等の蛋白質の各種濃度の溶液にトランスグルタミ
ナーゼを作用させた文献は存在する。また蛋白質及びゼ
ラチンの高濃度溶液にトランスグルタミナーゼを作用さ
せてゲル化物を作った例は存在する（特開昭５８１４９
６４５、特開平１−２７４７１＞。しかし本発明のよう
にゼラチンにトランスグルタミナーゼを作用させ、次い
で酵素を失活させて重合ゼラチンを製造した例はない。

発明が解決しようとする課題 ゼラチンは、天然のままでは融点が常温付近であり、乾
燥品以外での運搬、食品用医薬用、化粧用等のカプセル
等に用いた場合にもその低い融点及び粘度がしばしば問
題となっていた。上記欠点を改善するため各種ゲル化剤
が用いられてきたが、これらはゲル化物を得るのが主な
目的であった。

ゲル化剤のうちアルデヒド類は刺激性が強く食用及び医
薬用等には適さず、各種ミョウバン群では反応は十分で
はなかった。また反応も急速である為に製造時の制御が
困難であった。

本発明者らは、ゼラチン濃度範囲り０．１ユニット以上
好ましくは２ユニット−８０ユニツトのトランスグルタ
ミナーゼを０．１−５重量％、好ましくは１−４重量％
濃度のゼラチン溶液に作用させて高融点、高粘度、高分
子量等の特徴を持つゼラチンの製造法を確立し、本発明
を完成した。

ロ　を　゛　　るｔ・めの トランスグルタミナーゼは、蛋白質中のグルタミン残基
のγ−カルボキシアミド基とりジン残基のε−アミン基
との間でε−（γ−グルタミル）リジン結合により蛋白
質を架橋重合する酵素として知られている。トランスグ
ルタミナーゼは、本発明に用いた放線菌ストレプトバー
トシリウム由来の他にもトランスグルタミナーゼ活性を
示すものであれば、どのような起源のものでも用いるこ
とが可能である。

ゼラチン溶液にトランスグルタミナーゼを作用させ反応
後酵素を失活させ、反応を停止させて高重合ゼラチンを
製造した例はない。本発明のゼラチン濃度範囲の溶液で
あればトランスグルタミナーゼの添加による経時的な粘
度の変化はほとんどない。従って、反応溶液の粘度が実
質上変わらないため、望しい重合が得られる十分な時間
ゼラチン溶液を反応させることができる。ゼラチン濃度
、トランスグルタミナーゼ添加量、反応時間、反応温度
、反応ｐＨ等の条件を変えることにより、様々な架橋程
度及び物性を持ったゼラチンを得ることができる。

本発明の製造法は比較的、低濃度のゼラチン溶液に高ユ
ニットのトランスグルタミナーゼを添加し、長時間反応
させる事を特徴とし、もとのゼラチン成分と架橋重合さ
れたゼラチン成分とが混合した組成物中における重合ゼ
ラチンの比率を高め、高い収率で重合ゼラチンを得るこ
とができる。

本発明における原料ゼラチンは、アルカル法ゼラチン、
酸性法ゼラチンのどちらでもよいが、グルタミン残基の
多い酸性法ゼラチンの方が、より架橋が形成され易い。

ゼラチン濃度０．１％以下では、十分な架橋は見られず
、また収率等に基くコスト面を考えた場合にも工業的に
有用ではない。一方、ゼラチン濃度５％以上では、粘度
の上昇が著しく、製造上の制御にやや困難がある。ゼラ
チン濃度は、０．１％−５％、好ましくは１％−４％（
Ｗ／Ｗ）が適当である。

トランスグルタミナーゼのゼラチン１ｇ当りの添加量は
、０．１ユニツト以下では、有効な架橋はみられず、多
量に添加しすぎてもコスト面から有用ではないので、０
．１ユニット以上好ましくは２ユニツトから８０ユニッ
ト程度が適当である。

反応時間については、短時間では架橋反応が十分にすす
まず、長時間では熱によるゼラチンの分解、微生物によ
る分解等に対する対策が必要である。したがって、１時
間から３０時間程度、好ましくは２時間から１０時間の
反応時間が適当である。

反応温度については、常温以下では反応の速度は遅く、
６０℃以上では熱によるゼラチン分解の影響が大きくな
り、酵素による架橋で高分子が作られるとともに熱分解
による低分子も生じることになる常温から６０℃の間で
反応させるのが好ましく、４０″’Ｃ−５０℃が最適で
ある。反応ｐＨについては、中性付近、特にｐＨ６−７
が最適であるがｐＨ４１０でも反応はすすむ。酵素の失
活方法については、前に説明した熱による失活以外にも
、ｐＨを著しく高く又は低くすることによっても可能で
あるや更に酵素活性を失わせ、しがも重合ゼラチンに悪
影響を与えないものであれば例えばＥＤＴＡ等の酵素阻
害剤等を用いることもできる。

以下実施例に従って本発明を説明する。

以下の全ての実施例に於いては、全てＪＩＳ法でゼリー
強度１９６　Ｂ　ｌｏｏｍ、粘度５４ｍｐの酸性法ゼラ
チンを用いた。本試験でのＢ型粘度計での測定値は５０
℃で１３ｅｐであり、また融点く落球法〉は、３１．０
℃、凝固点ＣＪ　Ｉ　Ｓ法〉は２５．４℃、分子量１０
万のα成分以上の高分子の比率は全体の４８％であった
。

寛厳に七 ゼラチン１５０１？に対しゼラチンの濃度が１．５重量
％になるように純水を加え、膨潤後５０℃で溶解し、Ｎ
ａＯＨ″ｃｐＨ７，ｏに調整した。次に防腐剤としてプ
ロピルパラベンを２．５ｇ加え、ゼラチン１１Ｆに対し
て微生物起源のトランスグルタミナーゼ２０ユニツトを
加えた。５０℃で２０時間攪拌しながら反応させ、その
後８０℃に昇温し１５分間その温度に保持して熱による
酵素の失活を行なった。？Ｉ過後後１０％で濃縮し、冷
却してゲル化させ乾燥した。

このゼラチンのゼリー強度は１１８ブルーム（Ｂ　ｌｏ
ｏｍ）、粘度は２３ｃｐ、融点は３３．０℃、凝固点は
２７．９℃であった。もとのゼラチンに比して、高粘度
、高融点のゼラチンが得られた。液体クロマトグラフィ
ーによる分子量分布の測定から分子量１０万以上の高分
子が６８％に増加し、高度に架橋されていることがわか
った。（カラムＡｓ１ｈｉｐａｋ　Ｇ　Ｓ−６２０：移
動相０．Ｉ　Ｍ　　リン酸バッファー、ｐＨ６，８：温
度５０℃：検出波長２３０ｎｍ）　（第１Ａ図参照）。

え厳肚ｉ ゼラチン６０ｇに濃度が３重量％になるように純水を加
え、実施例１と同様に膨潤、溶解、ｐＨ調整し、ゼラチ
ン１ｇに対してトランスグルタミナーゼ５ユニツトを加
えた。５０℃で３時間反応後失活、濾過し、冷却してゲ
ル化させ乾燥した。

このゼラチンのゼリー強度は１９６ブルーム、粘度は６
５０ｃｐ、融点は４２．３℃、凝固点は４１．７℃であ
った。もとのゼラチンに比して高粘度、高融点のゼラチ
ンが得られ分子量分布から分子量１０万以上の高分子量
のものの比率が７０％に増加し高度に架橋されたゼラチ
ンである事がわかった。（第１Ｂ図参照） 炙叛ｌエ ゼラチン５０１？に濃度が１重量％になるように純水を
加え、実施例１と同様に膨潤、溶解、ｐＨ調整し、ゼラ
チン１ｇに対してトランスグルタミナーゼ５ユニツトを
加えた。５０℃で３時間反応後、酵素を失活させ、１０
％まで濃縮し、冷却してゲル化させ乾燥した。

分子量１０万以上の高分子量のものが６０％に増加し架
橋がすすんでいる事がわかった。

またこのゼラチンの融点は３１．７℃、凝固点は２６．
０℃、粘度は１７ｃｐ、ゼリー強度は１９７ブルームで
あり高融点、高粘度のゼラチンが得られた。（第１Ｃ図
参照〉 罠東鰹士 ゼラチン１２０ｇに濃度が０．５重量％になるように純
水を加え、実施例１と同様に膨潤、溶解、ｐＨ調整し、
防腐剤としてプロピルパラベンを６ｇ加えた。ゼラチン
１ｇに対してトランスグルタミナーゼ８０ユニツトを加
え、５０℃で５時間反応後、失活させ、ｐ過し、７．２
％まで濃縮し、冷却してゲル化させ乾燥させた。この条
件で製造したゼラチンは分子量分布から分子量１０万以
上の高分子量のものの比率が６１％に増加し架橋重合が
すすんでいる事がわかった。（第１Ｄ図参照） 免覧へ敷４ 本発明の製造法で以下の実施例に見られるように主にゼ
ラチンの粘度、融点、凝固点の上昇等に効果があった。

これにより皮膜の耐熱性、凝固性の改善で可食性フィル
ム、薬用カプセル等の改善ができると共にテーブルゼリ
ー等の耐熱性を改善する等に有効である。また凝固点の
上昇により作業性をあげることができる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ〜ＩＥ図は、本発明の実施例で製造された高分子
量ゼラチン、及び原料ゼラチンの分子量分布を分析した
液体クロマトグラフィーのチャートを示す図である。 第１Ａ図は実施例１により製造された高分子ゼラチンに
ついて分析された図である。 第１Ｂ図は実施例２により製造された高分子ゼラチンに
ついて分析された図である。 第１Ｃ図は実施例３により製造された高分子ゼラチンに
ついて分析された図である。 第１Ｄ図は実施例４により製造された高分子ゼラチンに
ついて分析された図である。 第１Ｅ図は原料ゼラチンについて分析されたチャートを
示す図である。 尚、第１Ａ〜ＩＥ図の縦軸は２３０ｎ−の波長での吸光
度を示し、横軸はカラムからの溶出時間を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ０．１％−５％のゼラチン重量％濃度溶液に対しゼラチ
   ン１ｇ当り０．１ユニット以上のトランスグルタミナー
   ゼを添加し、反応後酵素を失活させて得られる高重合ゼ
   ラチンの製造法。