JPH04271785A - 酵素固形製剤及びその製造方法 - Google Patents
酵素固形製剤及びその製造方法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/96—Stabilising an enzyme by forming an adduct or a composition; Forming enzyme conjugates
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
- C11D3/16—Organic compounds
- C11D3/38—Products with no well-defined composition, e.g. natural products
- C11D3/386—Preparations containing enzymes, e.g. protease or amylase
- C11D3/38672—Granulated or coated enzymes
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。
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は熱安定性の高い酵素固形
製剤及びその製造方法に関する。
製剤及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】酵素は、近年医薬品や食品だけでなく、
繊維、皮革、洗剤等の様々な分野で利用されている。酵
素は、一般に熱運動による構造変化やタンパク分解酵素
においては酵素相互の分解などによって失活しやすいと
いう欠点を有する。従って、酵素は水溶液の状態で流通
させるよりも、粉末、顆粒等の固形製剤として流通させ
て利用するのが望ましい。
繊維、皮革、洗剤等の様々な分野で利用されている。酵
素は、一般に熱運動による構造変化やタンパク分解酵素
においては酵素相互の分解などによって失活しやすいと
いう欠点を有する。従って、酵素は水溶液の状態で流通
させるよりも、粉末、顆粒等の固形製剤として流通させ
て利用するのが望ましい。
【0003】かかる酵素固形製剤の製造方法としては、
一般に凍結乾燥及び噴霧乾燥を利用する方法が挙げられ
る。このうち、凍結乾燥法は、大量生産には不向きであ
ることから、工業的に大量生産するには噴霧乾燥法が最
適である。また、洗剤用の酵素固形製剤においては、安
定性及び作業者や消費者が酵素を吸入した場合の安全性
等を考慮して顆粒状にする必要があることから、噴霧乾
燥が多用されている。
一般に凍結乾燥及び噴霧乾燥を利用する方法が挙げられ
る。このうち、凍結乾燥法は、大量生産には不向きであ
ることから、工業的に大量生産するには噴霧乾燥法が最
適である。また、洗剤用の酵素固形製剤においては、安
定性及び作業者や消費者が酵素を吸入した場合の安全性
等を考慮して顆粒状にする必要があることから、噴霧乾
燥が多用されている。
【0004】ところで、噴霧乾燥を利用して酵素固形製
剤を製造する場合、通常、酵素水溶液を50℃以上の高
温にさらすことになり、得られた酵素固形製剤の活性が
低下するという問題があった。このような高温下におけ
る酵素製剤の安定性を高める方法として、ソルビトール
を利用する方法が提案されている(米国特許第3515
642 号)が、この方法では高々40℃における酵素
製剤の安定化が実現できたにすぎず、50℃以上という
噴霧乾燥条件における安定化については未だ充分な方法
は見出されていない。
剤を製造する場合、通常、酵素水溶液を50℃以上の高
温にさらすことになり、得られた酵素固形製剤の活性が
低下するという問題があった。このような高温下におけ
る酵素製剤の安定性を高める方法として、ソルビトール
を利用する方法が提案されている(米国特許第3515
642 号)が、この方法では高々40℃における酵素
製剤の安定化が実現できたにすぎず、50℃以上という
噴霧乾燥条件における安定化については未だ充分な方法
は見出されていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的は
、熱安定性の高い酵素固形製剤及び噴霧乾燥を利用した
酵素活性の低下しない酵素固形製剤の製造方法を提供す
ることにある。
、熱安定性の高い酵素固形製剤及び噴霧乾燥を利用した
酵素活性の低下しない酵素固形製剤の製造方法を提供す
ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、酵素水溶液中
に2糖類を共存せしめれば通常の噴霧乾燥処理を行って
も酵素がほとんど失活せず、更にかくして得られた2糖
類を含有する酵素固形製剤は極めて熱安定性が優れてい
ることを見出し、本発明を完成した。
上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、酵素水溶液中
に2糖類を共存せしめれば通常の噴霧乾燥処理を行って
も酵素がほとんど失活せず、更にかくして得られた2糖
類を含有する酵素固形製剤は極めて熱安定性が優れてい
ることを見出し、本発明を完成した。
【0007】すなわち、本発明は2糖類を含有すること
を特徴とする酵素固形製剤を提供するものである。
を特徴とする酵素固形製剤を提供するものである。
【0008】また、本発明は2糖類を含有する酵素水溶
液を噴霧乾燥して固形化することを特徴とする酵素固形
製剤の製造方法をも提供するものである。
液を噴霧乾燥して固形化することを特徴とする酵素固形
製剤の製造方法をも提供するものである。
【0009】本発明に用いられる2糖類としては、特に
制限されないが、マルトース型2糖類及びトレハロース
型2糖類から選ばれる1種又は2種以上を挙げることが
できる。マルトース型2糖類としては麦芽糖、セロビオ
ース、ゲンチオビオース、メリビオース、乳糖、ツラノ
ース、ソホロース等が挙げられ、トレハロース型2糖類
としてはトレハロース、イソトレハロース、ショ糖、イ
ソサッカロースなどが挙げられる。このうち、マルトー
ス型2糖類が好ましく、特に乳糖が好ましい。2糖類の
酵素固形製剤への配合量は、酵素の種類等によっても異
なるが、酵素に対し1〜100重量%(以下、%と略す
)、特に10〜100%が好ましい。
制限されないが、マルトース型2糖類及びトレハロース
型2糖類から選ばれる1種又は2種以上を挙げることが
できる。マルトース型2糖類としては麦芽糖、セロビオ
ース、ゲンチオビオース、メリビオース、乳糖、ツラノ
ース、ソホロース等が挙げられ、トレハロース型2糖類
としてはトレハロース、イソトレハロース、ショ糖、イ
ソサッカロースなどが挙げられる。このうち、マルトー
ス型2糖類が好ましく、特に乳糖が好ましい。2糖類の
酵素固形製剤への配合量は、酵素の種類等によっても異
なるが、酵素に対し1〜100重量%(以下、%と略す
)、特に10〜100%が好ましい。
【0010】本発明に用いられる酵素としては、特に制
限されないが、リパーゼ、セルラーゼ、プロテアーゼ、
アミラーゼ、エステラーゼ、デキストラナーゼ等が挙げ
られ、これらは単独で又は2種以上を混合して用いても
よい。このうち、セルラーゼ及びプロテアーゼが好まし
く、特にアルカリプロテアーゼK−16が好ましい。
限されないが、リパーゼ、セルラーゼ、プロテアーゼ、
アミラーゼ、エステラーゼ、デキストラナーゼ等が挙げ
られ、これらは単独で又は2種以上を混合して用いても
よい。このうち、セルラーゼ及びプロテアーゼが好まし
く、特にアルカリプロテアーゼK−16が好ましい。
【0011】このアルカリプロテアーゼK−16は、バ
チルス・エスピー KSM−16(微工研菌寄第11
418 号)が産生する酵素である。当該KSM−16
の菌学的性質は以下の通りである。
チルス・エスピー KSM−16(微工研菌寄第11
418 号)が産生する酵素である。当該KSM−16
の菌学的性質は以下の通りである。
【0012】〔菌学的性質〕
(A)形態的性質
(a)細胞の形及び大きさ:桿菌 0.8〜1.0 μ
m × 2.2〜25μm (b)多形性:無し。 (c)運動性:周鞭毛を有し、運動性あり。 (d)胞子〔大きさ、形、位置〕: 1.0〜1.2
μm ×1.4〜2.2 μm 、楕円形、中央準端、
胞子嚢の膨潤ややあり。 (e)グラム染色:陽性 (f)抗酸性:陰性 (g)肉汁寒天平板上での発育形態:円形、葉状、表面
円滑、淡黄色、半透明のコロニー。 (h)肉汁寒天斜面上での生育:不規則な葉状、表面少
しだけ粗な円滑、淡黄色、半透明のコロニー。 (i)肉汁液体培養:生育良好で混濁あり菌膜無し。 (j)肉汁ゼラチン穿刺培養:生育良好で液化する。 (k)リトマスミルク:ペプトン化するが、ミルクの凝
固なし、リトマスの変化なし。
m × 2.2〜25μm (b)多形性:無し。 (c)運動性:周鞭毛を有し、運動性あり。 (d)胞子〔大きさ、形、位置〕: 1.0〜1.2
μm ×1.4〜2.2 μm 、楕円形、中央準端、
胞子嚢の膨潤ややあり。 (e)グラム染色:陽性 (f)抗酸性:陰性 (g)肉汁寒天平板上での発育形態:円形、葉状、表面
円滑、淡黄色、半透明のコロニー。 (h)肉汁寒天斜面上での生育:不規則な葉状、表面少
しだけ粗な円滑、淡黄色、半透明のコロニー。 (i)肉汁液体培養:生育良好で混濁あり菌膜無し。 (j)肉汁ゼラチン穿刺培養:生育良好で液化する。 (k)リトマスミルク:ペプトン化するが、ミルクの凝
固なし、リトマスの変化なし。
【0013】(B)生理的性質
(a)硝酸塩の還元:陽性
(b)脱窒反応:陰性
(c)MRテスト:陰性
(d)VPテスト:陽性
(e)インドール生成:陰性
(f)硫化水素生成:陰性
(g)澱粉加水分解:陽性
(h)クエン酸の利用:陽性
(i)無機窒素源の利用:硝酸塩を利用するが、アンモ
ニウム塩は利用しない。 (j)色素の生成:陰性 (k)ウレアーゼ:陰性 (l)オキシダーゼ:陽性 (m)カタラーゼ:陽性 (n)生育の温度範囲:55℃以下 (o)生育のpH範囲:pH 6.6〜10.3で生育
可能。 (p)酸素に対する態度:好気的 (q)OFテスト:酸化型(O型) (r)塩化ナトリウムに対する耐性:10%塩化ナトリ
ウム存在下で生育する。 (s)糖からの酸生成及びガス生成
ニウム塩は利用しない。 (j)色素の生成:陰性 (k)ウレアーゼ:陰性 (l)オキシダーゼ:陽性 (m)カタラーゼ:陽性 (n)生育の温度範囲:55℃以下 (o)生育のpH範囲:pH 6.6〜10.3で生育
可能。 (p)酸素に対する態度:好気的 (q)OFテスト:酸化型(O型) (r)塩化ナトリウムに対する耐性:10%塩化ナトリ
ウム存在下で生育する。 (s)糖からの酸生成及びガス生成
【0014】
【表1】
【0015】アルカリプロテアーゼK−16は、例えば
当該KSM−16を後記参考例に従って培養し、培養液
より採取することにより製造される。
当該KSM−16を後記参考例に従って培養し、培養液
より採取することにより製造される。
【0016】本発明酵素固形製剤中の酵素の含有量は、
特に制限されないが、一般に0.01〜20%が好まし
い。
特に制限されないが、一般に0.01〜20%が好まし
い。
【0017】本発明酵素固形製剤には、必要に応じて、
製剤の比活性を一定に保つための希釈剤(例えば増量剤
、充填剤等)、乾燥促進剤、緩衝剤等を配合することが
できる。乾燥促進剤としては、例えば塩化カルシウム、
硫酸ナトリウム等が挙げられる。増量剤又は充填剤とし
ては例えば硫酸塩、ハロゲン化物、炭酸塩、リン酸塩、
ケイ酸塩、ホウ酸塩が挙げられる。より具体的には以下
の化合物が挙げられる。 硫酸塩:硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸カルシウ
ム、硫酸マグネシウム、硫酸亜鉛、硫酸第1鉄、チオ硫
酸ナトリウム、硫酸アルミニウム ハロゲン化物:塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カ
ルシウム、塩化マグネシウム、臭化カリウム炭酸塩:炭
酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭
酸カルシウム、炭酸マグネシウムリン酸塩:リン酸ナト
リウム、リン酸水素ナトリウム、リン酸2水素ナトリウ
ム、リン酸カリウム、リン酸水素カリウム、リン酸2水
素カリウム、ピロリン酸ナトリウム ケイ酸塩:ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、
ケイ酸カリウム、ケイ酸カルシウム ホウ酸(塩):ホウ砂、ホウ酸カリウム、ホウ酸等が例
示できる。これらは単独或いは2種以上を混合して使用
される。更には造粒又は酵素剤の分野で公知の着色剤、
安定剤等も適宜使用でき、又、賦香剤、消香剤、帯電防
止剤等の添加もできる。
製剤の比活性を一定に保つための希釈剤(例えば増量剤
、充填剤等)、乾燥促進剤、緩衝剤等を配合することが
できる。乾燥促進剤としては、例えば塩化カルシウム、
硫酸ナトリウム等が挙げられる。増量剤又は充填剤とし
ては例えば硫酸塩、ハロゲン化物、炭酸塩、リン酸塩、
ケイ酸塩、ホウ酸塩が挙げられる。より具体的には以下
の化合物が挙げられる。 硫酸塩:硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸カルシウ
ム、硫酸マグネシウム、硫酸亜鉛、硫酸第1鉄、チオ硫
酸ナトリウム、硫酸アルミニウム ハロゲン化物:塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カ
ルシウム、塩化マグネシウム、臭化カリウム炭酸塩:炭
酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭
酸カルシウム、炭酸マグネシウムリン酸塩:リン酸ナト
リウム、リン酸水素ナトリウム、リン酸2水素ナトリウ
ム、リン酸カリウム、リン酸水素カリウム、リン酸2水
素カリウム、ピロリン酸ナトリウム ケイ酸塩:ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、
ケイ酸カリウム、ケイ酸カルシウム ホウ酸(塩):ホウ砂、ホウ酸カリウム、ホウ酸等が例
示できる。これらは単独或いは2種以上を混合して使用
される。更には造粒又は酵素剤の分野で公知の着色剤、
安定剤等も適宜使用でき、又、賦香剤、消香剤、帯電防
止剤等の添加もできる。
【0018】本発明の酵素固形製剤は、例えば2糖類を
含有する酵素水溶液を常法に従って噴霧乾燥して固形化
することにより製造される。ここで原料となる2糖類を
含有する酵素水溶液中には、目的とする酵素固形製剤の
組成に必要な成分が全て配合されていることが好ましい
。
含有する酵素水溶液を常法に従って噴霧乾燥して固形化
することにより製造される。ここで原料となる2糖類を
含有する酵素水溶液中には、目的とする酵素固形製剤の
組成に必要な成分が全て配合されていることが好ましい
。
【0019】本発明方法を実施するには、上記酵素水溶
液を常法に従って、すなわち、通常の噴霧乾燥機を用い
て、乾燥すればよい。噴霧乾燥機には、通常ノズル型と
ディスク型とがあるが、目的とする酵素固形製剤の粒径
により使い分けることができる。小さい粒径の製剤を得
る場合は、ノズル型が好ましく、大きい粒径の製剤を得
る場合はディスク型が好ましい。このようにして粉末状
、細粒状、顆粒状のいずれの製剤をも得ることができる
。
液を常法に従って、すなわち、通常の噴霧乾燥機を用い
て、乾燥すればよい。噴霧乾燥機には、通常ノズル型と
ディスク型とがあるが、目的とする酵素固形製剤の粒径
により使い分けることができる。小さい粒径の製剤を得
る場合は、ノズル型が好ましく、大きい粒径の製剤を得
る場合はディスク型が好ましい。このようにして粉末状
、細粒状、顆粒状のいずれの製剤をも得ることができる
。
【0020】乾燥に用いる熱風温度は、100〜200
℃、特に130〜170℃が好ましく、排風温度(酵素
水溶液の温度に相当する)は、50〜100℃、特に6
0〜100℃が好ましい。
℃、特に130〜170℃が好ましく、排風温度(酵素
水溶液の温度に相当する)は、50〜100℃、特に6
0〜100℃が好ましい。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、噴霧乾燥によって酵素
がほとんど失活せず、比活性の高い酵素固形製剤が得ら
れる。また、得られた本発明酵素固形製剤は、長時間熱
処理しても失活せず、熱安定性に優れたものである。更
には機械的圧力に対しても優れた耐性を有するものであ
る。
がほとんど失活せず、比活性の高い酵素固形製剤が得ら
れる。また、得られた本発明酵素固形製剤は、長時間熱
処理しても失活せず、熱安定性に優れたものである。更
には機械的圧力に対しても優れた耐性を有するものであ
る。
【0022】
【実施例】次に実施例を挙げて本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。
が、本発明はこれに限定されるものではない。
【0023】参考例1
プロテアーゼ産生菌株の分離、採取:
(1)土壌のサンプルの約1gを滅菌生理食塩水10m
lに懸濁し、80℃にて20分間放置し熱処理した。熱
処理上清液 0.1mlをケラチンハロー寒天培地へ接
種し、30℃で48時間静置培養した。用いたケラチン
ハロー寒天培地の組成は以下に示す通りである。 グルコース
1%酵母エキス
0.2%獣
毛ケラチン
1%カルボキシメチルセルロース
1%リン酸第一カリウム
0.1%硫酸マグ
ネシウム・7水塩 0.
02%寒天
1.5%
lに懸濁し、80℃にて20分間放置し熱処理した。熱
処理上清液 0.1mlをケラチンハロー寒天培地へ接
種し、30℃で48時間静置培養した。用いたケラチン
ハロー寒天培地の組成は以下に示す通りである。 グルコース
1%酵母エキス
0.2%獣
毛ケラチン
1%カルボキシメチルセルロース
1%リン酸第一カリウム
0.1%硫酸マグ
ネシウム・7水塩 0.
02%寒天
1.5%
【0024】
(2)上記培地組成物に、別滅菌を施した10%炭酸ナ
トリウムを1%添加し、最終pHを10.5に調整後、
平板培地を作製した。培養後、生育したコロニーの周囲
にハローを生じたものを選抜し、同培地で2〜3回純化
し、均一のプロテアーゼ生産菌を得た。
(2)上記培地組成物に、別滅菌を施した10%炭酸ナ
トリウムを1%添加し、最終pHを10.5に調整後、
平板培地を作製した。培養後、生育したコロニーの周囲
にハローを生じたものを選抜し、同培地で2〜3回純化
し、均一のプロテアーゼ生産菌を得た。
【0025】(3)上記(2)で得たこれらの菌株を以
下に示す液体培地へ接種し、30℃で好気的に48時間
振盪培養を行った。 グルコース
2.0%ポリペプトンS
1.0%酵
母エキス
0.05%リン酸第一カリウム
0.1%硫酸マ
グネシウム・7水塩 0
.02%炭酸ナトリウム(別滅菌)
1.0%pH
10.5培
養終了後、得られた培養物を遠心分離(3000rpm
;10分間)して菌を除去し、得られた培養上清を酵素
液とした。
下に示す液体培地へ接種し、30℃で好気的に48時間
振盪培養を行った。 グルコース
2.0%ポリペプトンS
1.0%酵
母エキス
0.05%リン酸第一カリウム
0.1%硫酸マ
グネシウム・7水塩 0
.02%炭酸ナトリウム(別滅菌)
1.0%pH
10.5培
養終了後、得られた培養物を遠心分離(3000rpm
;10分間)して菌を除去し、得られた培養上清を酵素
液とした。
【0026】(4)上記(3)で得られた酵素液から凍
結乾燥により粗酵素サンプルを調製し、市販液体洗剤中
における40℃での保存安定性評価を行った。そのなか
から、最も安定性に優れる酵素を生産するものの一菌株
としてバチルス・エスピー KSM−K16株を得た
。
結乾燥により粗酵素サンプルを調製し、市販液体洗剤中
における40℃での保存安定性評価を行った。そのなか
から、最も安定性に優れる酵素を生産するものの一菌株
としてバチルス・エスピー KSM−K16株を得た
。
【0027】参考例2
菌体の培養、アルカリプロテアーゼK−16の精製:(
1)参考例1で得られた好アルカリ性細菌、バチルス・
エスピー KSM−K16を以下の液体培地(3.0
l) に接種し、30℃で好気的に48時間振盪培養を
行い、アルカリプロテアーゼK−16を生産させた。 グルコース
2.0%魚肉エキス
1.0
%大豆粉
1.0%硫酸マグネシウム
0.0
2%リン酸第一カリウム
0.1%pH
10.0
1)参考例1で得られた好アルカリ性細菌、バチルス・
エスピー KSM−K16を以下の液体培地(3.0
l) に接種し、30℃で好気的に48時間振盪培養を
行い、アルカリプロテアーゼK−16を生産させた。 グルコース
2.0%魚肉エキス
1.0
%大豆粉
1.0%硫酸マグネシウム
0.0
2%リン酸第一カリウム
0.1%pH
10.0
【0028】(2)培養終了後、得られた培養物3l
を遠心分離(10,000rpm;5分間)して菌を除
去し、その上清液を凍結乾燥した。凍結乾燥粉末2gを
イオン交換水10mlに溶解(粗酵素液)した後、同溶
液を透析膜を用いて10mMトリス−塩酸緩衝液(2m
M Ca2+添加、pH7.5 )に対して一晩透析し
、26mlの透析処理液(活性3.15P.U./ml
、比活性1.97P.U./mg蛋白)を得た。次に、
10mMトリス−塩酸緩衝液(2mM Ca2+添加、
pH7.5 )で平衡化したCM−52セルロース担体
を充填したカラムにかけ、同緩衝液でカラム内を洗浄し
た後、0〜0.15M 塩化ナトリウムを含む同緩衝液
でアルカリプロテアーゼK−16を溶出させた。この活
性画分を集めたところ全量は15ml、活性は1.12
P.U./ml、比活性は5.75P.U./mg蛋白
であった。そして、当溶液を50mMトリス−塩酸緩衝
液(10mMCa2+ 、0.2M塩化ナトリウム添加
、pH8.0 )に対して一晩透析した後、限外濾過(
アミコン社製、分画分子量 5,000)により濃縮し
、50mMトリス−塩酸緩衝液(10mM Ca2+、
0.2M塩化ナトリウム添加、pH8.0 )で平衡化
したセファデックスG−50(ファルマシア社製)のゲ
ル濾過クロマトグラフィーにかけ同緩衝液にて展開させ
た。ここで得られた活性画分は全量11.5ml、活性
は 0.9P.U./ml、比活性は6.03P.U.
/mg蛋白であった。当溶液を、イオン交換水に対して
一晩透析後、活性0.56P.U./ml、比活性5.
60P.U./mg蛋白の溶液を得た。
を遠心分離(10,000rpm;5分間)して菌を除
去し、その上清液を凍結乾燥した。凍結乾燥粉末2gを
イオン交換水10mlに溶解(粗酵素液)した後、同溶
液を透析膜を用いて10mMトリス−塩酸緩衝液(2m
M Ca2+添加、pH7.5 )に対して一晩透析し
、26mlの透析処理液(活性3.15P.U./ml
、比活性1.97P.U./mg蛋白)を得た。次に、
10mMトリス−塩酸緩衝液(2mM Ca2+添加、
pH7.5 )で平衡化したCM−52セルロース担体
を充填したカラムにかけ、同緩衝液でカラム内を洗浄し
た後、0〜0.15M 塩化ナトリウムを含む同緩衝液
でアルカリプロテアーゼK−16を溶出させた。この活
性画分を集めたところ全量は15ml、活性は1.12
P.U./ml、比活性は5.75P.U./mg蛋白
であった。そして、当溶液を50mMトリス−塩酸緩衝
液(10mMCa2+ 、0.2M塩化ナトリウム添加
、pH8.0 )に対して一晩透析した後、限外濾過(
アミコン社製、分画分子量 5,000)により濃縮し
、50mMトリス−塩酸緩衝液(10mM Ca2+、
0.2M塩化ナトリウム添加、pH8.0 )で平衡化
したセファデックスG−50(ファルマシア社製)のゲ
ル濾過クロマトグラフィーにかけ同緩衝液にて展開させ
た。ここで得られた活性画分は全量11.5ml、活性
は 0.9P.U./ml、比活性は6.03P.U.
/mg蛋白であった。当溶液を、イオン交換水に対して
一晩透析後、活性0.56P.U./ml、比活性5.
60P.U./mg蛋白の溶液を得た。
【0029】斯くして得られたアルカリプロテアーゼK
−16は、以下に示すような酵素学的性質を有する。 尚、以下において、酵素活性の測定は次の如くして行っ
た。
−16は、以下に示すような酵素学的性質を有する。 尚、以下において、酵素活性の測定は次の如くして行っ
た。
【0030】カゼイン1%を含む50mMホウ酸−Na
OH緩衝液(pH10)1mlを 0.1mlの酵素溶
液と混合し、40℃、10分間反応させた後、反応停止
液(0.123Mトリクロロ酢酸−0.246M酢酸ナ
トリウム−0.369M酢酸)2mlを加え、30℃、
20分間放置した。次に濾紙(ワットマン社製、No.
2)で濾過し、濾液中の蛋白分解物をフォーリン・ロー
リー法の改良法によって測定した。
OH緩衝液(pH10)1mlを 0.1mlの酵素溶
液と混合し、40℃、10分間反応させた後、反応停止
液(0.123Mトリクロロ酢酸−0.246M酢酸ナ
トリウム−0.369M酢酸)2mlを加え、30℃、
20分間放置した。次に濾紙(ワットマン社製、No.
2)で濾過し、濾液中の蛋白分解物をフォーリン・ロー
リー法の改良法によって測定した。
【0031】また1P.U.は、上記反応条件下におい
て1分間に1mmole のチロシンを遊離する酵素量
とした。
て1分間に1mmole のチロシンを遊離する酵素量
とした。
【0032】(1)作用
高アルカリ性条件下で各種蛋白質に対して作用する。
【0033】(2)基質特異性
アルカリプロテアーゼK−16の各種基質に対する特異
性を、他の市販プロテアーゼと比較した。用いた基質は
、カゼイン、尿素変性ヘモグロビン、獣毛ケラチン、エ
ラスチンでこれらに対する分解活性を測定した。50m
Mホウ酸−NaOH緩衝液(pH10.0)に各基質を
1%(尿素変性ヘモグロビンは 2.2%)加え、各酵
素液 0.5×10−4P.U.(エラスチンは 3.
5×10−4P.U.)を添加し、40℃、10分間反
応を行った。各々の基質におけるアルカリプロテアーゼ
K−16の活性を100とした時の各酵素の活性を表2
に示す。
性を、他の市販プロテアーゼと比較した。用いた基質は
、カゼイン、尿素変性ヘモグロビン、獣毛ケラチン、エ
ラスチンでこれらに対する分解活性を測定した。50m
Mホウ酸−NaOH緩衝液(pH10.0)に各基質を
1%(尿素変性ヘモグロビンは 2.2%)加え、各酵
素液 0.5×10−4P.U.(エラスチンは 3.
5×10−4P.U.)を添加し、40℃、10分間反
応を行った。各々の基質におけるアルカリプロテアーゼ
K−16の活性を100とした時の各酵素の活性を表2
に示す。
【0034】
【表2】
【0035】この結果からも明らかなように、アルカリ
プロテアーゼK−16は水可溶性及び水不溶性の蛋白質
を良好に分解し、現在洗剤用酵素として良く用いられて
いる市販酵素A、市販酵素Bと比較して、特にエラスチ
ンに対して優れた作用を示す。
プロテアーゼK−16は水可溶性及び水不溶性の蛋白質
を良好に分解し、現在洗剤用酵素として良く用いられて
いる市販酵素A、市販酵素Bと比較して、特にエラスチ
ンに対して優れた作用を示す。
【0036】(3)至適pH
各種pH緩衝液(50mM)中に最終濃度0.91%と
なるようにカゼインを加え、アルカリプロテアーゼK−
16を 5.2×10−5P.U.加えて40℃、10
分間反応して活性を測定した。その結果、アルカリプロ
テアーゼK−16の至適pHは11.0〜12.3であ
る。尚、使用した各種緩衝液、及びそのpH範囲は次の
とおりである。 酢酸緩衝液 p
H3.9〜5.7 リン酸緩衝液
pH6.6〜8.3 炭酸緩衝液
pH9.2〜10.
9リン酸−NaHO緩衝液 pH
10.9〜12.7KCl−NaOH緩衝液
pH10.9 〜12.6
なるようにカゼインを加え、アルカリプロテアーゼK−
16を 5.2×10−5P.U.加えて40℃、10
分間反応して活性を測定した。その結果、アルカリプロ
テアーゼK−16の至適pHは11.0〜12.3であ
る。尚、使用した各種緩衝液、及びそのpH範囲は次の
とおりである。 酢酸緩衝液 p
H3.9〜5.7 リン酸緩衝液
pH6.6〜8.3 炭酸緩衝液
pH9.2〜10.
9リン酸−NaHO緩衝液 pH
10.9〜12.7KCl−NaOH緩衝液
pH10.9 〜12.6
【003
7】(4)pH安定性 (3)で用いたのと同じ緩衝液(20mM)中に 7.
9×10−3P.U.のアルカリプロテアーゼK−16
を加え、25℃で48時間放置した。この処理液を50
mMホウ酸−NaOH緩衝液(pH10.0)で40倍
に希釈後、活性を測定した。その結果、アルカリプロテ
アーゼK−16は、Ca2+非存在下ではその安定領域
がpH 5.5〜12.0であり、2mM Ca2+存
在下ではその安定域はpH5.0 〜12.0であった
。
7】(4)pH安定性 (3)で用いたのと同じ緩衝液(20mM)中に 7.
9×10−3P.U.のアルカリプロテアーゼK−16
を加え、25℃で48時間放置した。この処理液を50
mMホウ酸−NaOH緩衝液(pH10.0)で40倍
に希釈後、活性を測定した。その結果、アルカリプロテ
アーゼK−16は、Ca2+非存在下ではその安定領域
がpH 5.5〜12.0であり、2mM Ca2+存
在下ではその安定域はpH5.0 〜12.0であった
。
【0038】(5)至適温度
基質として0.91%のカゼインを含む50mMホウ酸
−NaHO緩衝液(pH10.0)に3.1 ×10−
5P.U.のアルカリプロテアーゼK−16を加え、1
0分間各温度で反応を行った。40℃での活性を100
%として各温度での相対活性を求めた。その結果、アル
カリプロテアーゼK−16の至適温度は、Ca2+非存
在下では55℃であり、5mM Ca2+存在下では7
0℃であった。
−NaHO緩衝液(pH10.0)に3.1 ×10−
5P.U.のアルカリプロテアーゼK−16を加え、1
0分間各温度で反応を行った。40℃での活性を100
%として各温度での相対活性を求めた。その結果、アル
カリプロテアーゼK−16の至適温度は、Ca2+非存
在下では55℃であり、5mM Ca2+存在下では7
0℃であった。
【0039】(6)耐熱性
20mMホウ酸−NaOH緩衝液(pH9.5 )に
1.6×10−3P.U.のアルカリプロテアーゼK−
16を加え、各温度で10分間熱処理し、氷冷後、50
mMホウ酸−NaOH緩衝液(pH10.0)で5倍希
釈した。そして0.91%カゼインを基質として活性を
測定した。未処理時の活性を100%として各処理温度
での相対活性を求めた。その結果、Ca2+非存在下で
50℃、5mM Ca2+存在下では60℃まで上記熱
処理条件下で、90%以上の活性が維持された。
1.6×10−3P.U.のアルカリプロテアーゼK−
16を加え、各温度で10分間熱処理し、氷冷後、50
mMホウ酸−NaOH緩衝液(pH10.0)で5倍希
釈した。そして0.91%カゼインを基質として活性を
測定した。未処理時の活性を100%として各処理温度
での相対活性を求めた。その結果、Ca2+非存在下で
50℃、5mM Ca2+存在下では60℃まで上記熱
処理条件下で、90%以上の活性が維持された。
【0040】(7)分子量
アルカリプロテアーゼK−16の分子量をドデシル硫酸
ナトリウム(SDS)−ポリアクリルアミドゲル電気泳
動法により調べた。分子量マーカーには低分子量用マー
カーキット(バイオラッド)すなわち、ホスホリラーゼ
b(分子量:97,400)、牛血清アルブミン(分子
量:66,200)、卵白アルブミン(分子量:42,
700)、カルボニックアンヒドラーゼ(分子量:31
,000)、大豆トリプシンインヒビター(分子量:2
1,500)、リゾチーム(分子量:14,400)を
用いた。この方法によりアルカリプロテアーゼK−16
の分子量は28,000±1,000 と決定した。
ナトリウム(SDS)−ポリアクリルアミドゲル電気泳
動法により調べた。分子量マーカーには低分子量用マー
カーキット(バイオラッド)すなわち、ホスホリラーゼ
b(分子量:97,400)、牛血清アルブミン(分子
量:66,200)、卵白アルブミン(分子量:42,
700)、カルボニックアンヒドラーゼ(分子量:31
,000)、大豆トリプシンインヒビター(分子量:2
1,500)、リゾチーム(分子量:14,400)を
用いた。この方法によりアルカリプロテアーゼK−16
の分子量は28,000±1,000 と決定した。
【0041】(8)等電点
アルカリプロテアーゼK−16の等電点を等電点電気泳
動法により調べた。カラム用の両性担体にはサーバライ
ト9−11を用いた。この方法によりアルカリプロテア
ーゼK−16の等電点は10.5以上であることがわか
った。
動法により調べた。カラム用の両性担体にはサーバライ
ト9−11を用いた。この方法によりアルカリプロテア
ーゼK−16の等電点は10.5以上であることがわか
った。
【0042】(9)金属イオンの影響
各種金属イオンについて、アルカリプロテアーゼK−1
6に対して与える影響を調べた。まず、20mMホウ酸
−NaOH緩衝液(pH9.5 )に各種金属塩を1m
Mの濃度で添加し、そこに 3.9×10−3P.U.
の酵素を加えて30℃、20分間放置した。その後、5
0mMホウ酸−NaOH緩衝液(pH10.0)で5倍
に希釈して残存活性を測定した。 残存活性は、金属塩無添加で同様に処理した酵素活性に
対する相対値で表した。結果を表3に示した。この結果
から明らかなように、アルカリプロテアーゼK−16は
、Hg2+及びCu2+により活性が阻害されることが
わかる。また、前記(5)及び(6)の結果よりCa2
+により熱安定性が向上することがわかる。
6に対して与える影響を調べた。まず、20mMホウ酸
−NaOH緩衝液(pH9.5 )に各種金属塩を1m
Mの濃度で添加し、そこに 3.9×10−3P.U.
の酵素を加えて30℃、20分間放置した。その後、5
0mMホウ酸−NaOH緩衝液(pH10.0)で5倍
に希釈して残存活性を測定した。 残存活性は、金属塩無添加で同様に処理した酵素活性に
対する相対値で表した。結果を表3に示した。この結果
から明らかなように、アルカリプロテアーゼK−16は
、Hg2+及びCu2+により活性が阻害されることが
わかる。また、前記(5)及び(6)の結果よりCa2
+により熱安定性が向上することがわかる。
【0043】
【表3】
【0044】(10)阻害剤の影響
一般的な酵素阻害剤について、アルカリプロテアーゼK
−16に対して与える影響を調べた。10mMリン酸緩
衝液(pH7.0 )に各種阻害剤を所定濃度になるよ
うに加え、そこにアルカリプロテアーゼK−16 7.
9×10−3P.U.を添加し、30℃で20分間放置
した。その後、該処理液をイオン交換水にて20倍希釈
し、残存活性を測定した。残存活性は、阻害剤無添加で
同様に処理した酵素活性に対する相対値で表した。結果
を表4に示した。この結果から明らかなように、アルカ
リプロテアーゼK−16は、セリンプロテアーゼの阻害
剤であるジイソプロピルフルオロリン酸(DFP)、フ
ェニルメタンスルホニルフルオリド(PMSF)、キモ
スタチンで活性が阻害されることから、活性中心にセリ
ン残基を有するプロテアーゼであることがわかる。
−16に対して与える影響を調べた。10mMリン酸緩
衝液(pH7.0 )に各種阻害剤を所定濃度になるよ
うに加え、そこにアルカリプロテアーゼK−16 7.
9×10−3P.U.を添加し、30℃で20分間放置
した。その後、該処理液をイオン交換水にて20倍希釈
し、残存活性を測定した。残存活性は、阻害剤無添加で
同様に処理した酵素活性に対する相対値で表した。結果
を表4に示した。この結果から明らかなように、アルカ
リプロテアーゼK−16は、セリンプロテアーゼの阻害
剤であるジイソプロピルフルオロリン酸(DFP)、フ
ェニルメタンスルホニルフルオリド(PMSF)、キモ
スタチンで活性が阻害されることから、活性中心にセリ
ン残基を有するプロテアーゼであることがわかる。
【0045】
【表4】
【0046】(11)界面活性剤の影響6.6 ×10
−2P.U.の酵素液を、所定濃度の各種界面活性剤を
溶かした5mlの0.1Mトリス−塩酸緩衝液(pH9
.0 、エタノールを10%含む)に加え40℃で4時
間放置し、その後50mMホウ酸−NaOH緩衝液(p
H10.0)で20倍希釈後、残存活性を測定した。処
理時間0分での活性を100%とし残存活性を相対値で
表した。結果を表5に示した。この結果から明らかなよ
うにアルカリプロテアーゼK−16は、各種界面活性剤
が高濃度(1〜10%)存在しても高い安定性を示すも
のであった。
−2P.U.の酵素液を、所定濃度の各種界面活性剤を
溶かした5mlの0.1Mトリス−塩酸緩衝液(pH9
.0 、エタノールを10%含む)に加え40℃で4時
間放置し、その後50mMホウ酸−NaOH緩衝液(p
H10.0)で20倍希釈後、残存活性を測定した。処
理時間0分での活性を100%とし残存活性を相対値で
表した。結果を表5に示した。この結果から明らかなよ
うにアルカリプロテアーゼK−16は、各種界面活性剤
が高濃度(1〜10%)存在しても高い安定性を示すも
のであった。
【0047】
【表5】
【0048】実施例1
(1)酵素水溶液として参考例1で得られたアルカリプ
ロテアーゼK−16粗酵素5%、塩化カルシウム0.2
%、硫酸ナトリウム2.5 %を含む水溶液を用いた
。この酵素水溶液に、0.5 〜 5.0%となるよう
に乳糖を添加し、サンプル1〜4を調製した。 (2)コントロール(乳糖末添加)及びサンプル1〜4
をアトマイザー式噴霧乾燥機にて、150℃の熱風を用
い、排風温度60℃で噴霧乾燥し、顆粒状酵素固形製剤
を得た。 (3)酵素活性を測定し、固形製剤化前後の酵素活性収
率を求めた。その結果を表6に示す。
ロテアーゼK−16粗酵素5%、塩化カルシウム0.2
%、硫酸ナトリウム2.5 %を含む水溶液を用いた
。この酵素水溶液に、0.5 〜 5.0%となるよう
に乳糖を添加し、サンプル1〜4を調製した。 (2)コントロール(乳糖末添加)及びサンプル1〜4
をアトマイザー式噴霧乾燥機にて、150℃の熱風を用
い、排風温度60℃で噴霧乾燥し、顆粒状酵素固形製剤
を得た。 (3)酵素活性を測定し、固形製剤化前後の酵素活性収
率を求めた。その結果を表6に示す。
【表6】
表6より、酵素水溶液に乳糖を添加した場合、噴霧乾燥
によって酵素の失活が防止された。
によって酵素の失活が防止された。
【0049】実施例2
噴霧乾燥条件として、排風温度を60〜70℃に変化さ
せる以外は実施例1と同様にして、顆粒状酵素固形製剤
を調製し、その酵素活性収率を測定した。その結果を表
7に示す。
せる以外は実施例1と同様にして、顆粒状酵素固形製剤
を調製し、その酵素活性収率を測定した。その結果を表
7に示す。
【表7】
表7より、酵素水溶液に乳糖を添加すると、噴霧乾燥条
件が苛酷でも酵素の失活が防止できることがわかる。
件が苛酷でも酵素の失活が防止できることがわかる。
【0050】実施例3
実施例1で得た顆粒状酵素固形製剤を90℃の条件下に
1時間放置して残存活性率を測定し、熱安定性を評価し
た。その結果を表8に示す。
1時間放置して残存活性率を測定し、熱安定性を評価し
た。その結果を表8に示す。
【表8】
表8より、本発明方法により得られた製剤は、固形状に
おける熱安定性に優れていることがわかる。
おける熱安定性に優れていることがわかる。
Claims (20)
- 【請求項1】 2糖類を含有することを特徴とする酵
素固形製剤。 - 【請求項2】 2糖類が、マルトース型2糖類及びト
レハロース型2糖類から選ばれる1種又は2種以上であ
る請求項1記載の酵素固形製剤。 - 【請求項3】 マルトース型2糖類が乳糖である請求
項2記載の酵素固形製剤。 - 【請求項4】 2糖類の含量が、酵素に対し1〜10
0重量%である請求項1〜3のいずれかの項記載の酵素
固形製剤。 - 【請求項5】 2糖類の含量が、酵素に対し10〜1
00重量%である請求項1〜3のいずれかの項記載の酵
素固形製剤。 - 【請求項6】 酵素がリパーゼ、セルラーゼ、プロテ
アーゼ、アミラーゼ、エステラーゼ及びデキストラナー
ゼから選ばれる1種又は2種以上である請求項1記載の
酵素固形製剤。 - 【請求項7】 酵素が、セルラーゼ及び/又はプロテ
アーゼである請求項6記載の酵素固形製剤。 - 【請求項8】 酵素が、アルカリプロテアーゼK−1
6である請求項6又は7記載の酵素固形製剤。 - 【請求項9】 酵素の含量が、酵素固形製剤中0.0
1〜20重量%である請求項1、6〜8いずれかの項記
載の酵素固形製剤。 - 【請求項10】 2糖類を含有する酵素水溶液を噴霧
乾燥して固形化することを特徴とする酵素固形製剤の製
造方法。 - 【請求項11】 2糖類が、マルトース型2糖類及び
トレハロース型2糖類から選ばれる1種又は2種以上で
ある請求項10記載の製造方法。 - 【請求項12】 マルトース型2糖類が、乳糖である
請求項11記載の製造方法。 - 【請求項13】 酵素水溶液中の2糖類の含有量が、
酵素に対し1〜100重量%である請求項10〜12記
載の製造方法。 - 【請求項14】 酵素水溶液中の2糖類の含有量が、
酵素に対し10〜100重量%である請求項13記載の
製造方法。 - 【請求項15】 噴霧乾燥が、50℃以上の条件下で
行われるものである請求項10記載の製造方法。 - 【請求項16】 噴霧乾燥が、100〜200℃の熱
風を用いて行われるものである請求項10記載の製造方
法。 - 【請求項17】 噴霧乾燥が、130〜170℃の熱
風を用いて行われるものである請求項10記載の製造方
法。 - 【請求項18】 酵素が、リパーゼ、セルラーゼ、プ
ロテアーゼ、アミラーゼ、エステラーゼ及びデキストラ
ナーゼから選ばれる1種又は2種以上である請求項10
記載の製造方法。 - 【請求項19】 酵素が、セルラーゼ及び/又はプロ
テアーゼである請求項18記載の製造方法。 - 【請求項20】 酵素が、アルカリプロテアーゼK−
16である請求項10又は19記載の製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3440091A JPH04271785A (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | 酵素固形製剤及びその製造方法 |
EP92103059A EP0501375A1 (en) | 1991-02-28 | 1992-02-24 | Solid enzyme preparation and process for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3440091A JPH04271785A (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | 酵素固形製剤及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04271785A true JPH04271785A (ja) | 1992-09-28 |
Family
ID=12413139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3440091A Pending JPH04271785A (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | 酵素固形製剤及びその製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0501375A1 (ja) |
JP (1) | JPH04271785A (ja) |
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WO1996015235A1 (fr) * | 1994-11-11 | 1996-05-23 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Composition de transcriptase inverse stable a la conservation |
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JP2009195250A (ja) * | 2006-03-31 | 2009-09-03 | Toyobo Co Ltd | 可溶性グルコースデヒドロゲナーゼ(gdh)を含む組成物の安定性を向上する方法 |
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WO2022071417A1 (ja) * | 2020-09-29 | 2022-04-07 | キッコーマン株式会社 | フラビン依存性乳酸デヒドロゲナーゼを含む組成物の安定性を向上する方法 |
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US7795199B2 (en) | 2000-06-29 | 2010-09-14 | Ecolab Inc. | Stable antimicrobial compositions including spore, bacteria, fungi, and/or enzyme |
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- 1991-02-28 JP JP3440091A patent/JPH04271785A/ja active Pending
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- 1992-02-24 EP EP92103059A patent/EP0501375A1/en not_active Withdrawn
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WO2022071417A1 (ja) * | 2020-09-29 | 2022-04-07 | キッコーマン株式会社 | フラビン依存性乳酸デヒドロゲナーゼを含む組成物の安定性を向上する方法 |
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EP0501375A1 (en) | 1992-09-02 |
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