JPH05253285A - 卵殻膜‐コラーゲン人工膜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 伸長性、吸水性などの機能性面で改善された
新規な人工膜を提供することを目的とする。 【構成】 本発明の新規な人工膜は、主な構成成分が卵
殻膜蛋白質およびコラーゲンからなることを構成とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、新規な人工膜に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】人工膜としては、従来より高分子の蛋白
質を使用したもの、例えばコラーゲン、フィブリノーゲ
ン、ケラチンなどを使用したものが知られている。これ
らの中でコラーゲンを使用した膜は、人工皮膚、より具
体的には創傷被覆材などの医療用途、ケーシングなどの
食品用途、その他種々の用途に利用されている。コラー
ゲンを使用した膜としては、天然コラーゲンのみからな
るものの他、修飾コラーゲン、加工コラーゲンを使用し
たもの、およびこのようなコラーゲンからなる膜とポリ
‐α‐アミノ酸からなる膜とを貼着したシートなどが知
られている。また、ケラチンを主成分とする卵殻膜を使
用した膜も従来より知られており、具体的には、卵殻膜
自体の他、このものをアルカリ性アルコールやジサルフ
ァイド系還元剤により可溶化したのち製膜化したものが
知られている。しかし、コラーゲン以外の蛋白質とコラ
ーゲンとを併用した膜は本発明者の知る限りでは今だ知
られていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】コラーゲンを使用した
膜は、上記のように従来より広く用いられているもの
の、その利用に際してこのもののしなやかさ、吸水性、
創傷治癒性、あるいは身体への親和性などの機能性面で
一層の改善が望まれている。また一方、卵殻膜を使用し
た膜に関しては、伸長性、吸水性などの面での改善が望
まれている。よって、本発明は、上記したような性状の
点で、これらコラーゲンあるいは卵殻膜単独使用の膜よ
りも優れた新規な人工膜を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は鋭意研究の結
果、単独使用ではいずれも伸長性、吸水性などの点で改
善が望まれているコラーゲンと卵殻膜とを併用してみた
ところ、意外にも所期の目的が叶った人工膜が得られる
ことを見出し、本発明を完成するに至った。本発明は、
主な構成成分が、卵殻膜蛋白質およびコラーゲンからな
ることを特徴とする人工膜を提供するものである。

【０００５】以下、本発明を詳しく説明する。本発明に
おいて卵殻膜蛋白質とは、鳥類の卵の卵殻の内側の膜を
構成する非水溶性蛋白質をいう。鳥類の種類によって限
定されるものではないが、入手の容易さから鶏卵、ウズ
ラの卵などの卵殻から常法によって得られるものが好ま
しい。本発明においてコラーゲンとは、コラーゲン形三
重ラセン構造を有する繊維状蛋白質をいう。コラーゲン
は動物の結合組織、骨、歯、ジン帯、ケン、真皮、筋膜
などに存在しており、通常これら組織から各種抽出法に
よって得るのが一般的である。

【０００６】本発明の人工膜は上記したような卵殻膜蛋
白質とコラーゲンとを主な構成成分とするものである
が、両者の配合割合は、前者対後者が一般的に１：９９
〜８０：２０、好ましくは、１０：９０〜６０：４０で
ある。卵殻膜蛋白質の割合が少なすぎると最終製品の伸
長性、吸水性などの機能性が従来のコラーゲンからなる
膜とほとんど差がなくなり、また卵殻膜蛋白質が多すぎ
ると最終製品における上記したような機能性の面での改
善が図り難くなる。なお、本発明の人工膜中における卵
殻膜蛋白質とコラーゲンとの合計した配合割合は、一般
的に乾物重量換算で全重量中１０〜１００％、好ましく
は７０〜１００％である。合計割合が１０％未満である
と所期の目的が達成された人工膜が得難くなる。本発明
の人工膜は上記必須構成成分の他、例えば卵殻膜由来の
成分、従来コラーゲン製膜上用いられていた成分などを
本発明の目的を損わない範囲内で適宜配合しうる。

【０００７】本発明の人工膜は、その形状の点に関して
は任意であり、特に制限はない。また本発明の人工膜
は、このものを従来公知の人工膜に所望に応じて適宜貼
着したものをも包含するものとする。このような本発明
の人工膜は、後述の実施例の結果から明らかなように、
吸水・膨化はするものの非水溶性であり、白色乃至薄黄
色を呈した半透明の膜であり、湿潤時の伸長は著しいも
のである。このように、本発明の人工膜はとりわけ伸長
性および吸水性の機能性面で、これらの改善が求められ
ていた従来のコラーゲンあるいは卵殻膜単独使用の膜よ
り一段と優れたものである。この理由は定かでないが、
多分、コラーゲン繊維どうしの間に卵殻膜蛋白質が入り
込むことにより、コラーゲン繊維がコラーゲンのみから
なる場合よりも規則的に並ぶようになるためか、あるい
はコラーゲン繊維と卵殻膜蛋白質とが一体化するように
なることから互いに単独の場合には得られなかったよう
な相乗効果を発揮するようになるのではないか、と推察
される。

【０００８】このような本発明の人工膜は、その製造法
に関して特に制限されるものではないが、一般的には以
下のようにして製造することができる。なお、本発明に
おいて比および％はいずれも重量基準である。 Ｉ． 卵殻膜蛋白質の調製 卵殻膜は、一般的には鶏卵由来のものを用いればよい。
本発明においては、生の卵殻膜、乾燥卵殻膜のどちらを
用いてもさしつかえない。卵殻膜の採取時に微細な卵殻
の混入が多々あるが、製膜上好ましくない場合には、卵
殻を酢酸などの酸溶液中に浸漬することにより、卵殻を
溶解・除去することができる。なお、得られた卵殻膜は
そのまま用いてもよいが、以下の各工程での処理が行わ
れやすいように細断したり粉末化しておいた方がよい。

【０００９】こうして用意した卵殻膜を次いで可溶化す
る。可溶化の方法は、アルカリ性アルコールやジサルフ
ァイド系還元剤を用いた従来の可溶化法に準じて行なう
こともできるが、例えば以下のような方法で行なうこと
もできる。まず、過酸化水素水と蟻酸とを用いて過蟻酸
を生成させ、次いでこれを用いて卵殻膜の、膜とならし
めているＳ−Ｓ結合を開裂させて構成蛋白質単位にす
る。この際過酸化水素水と蟻酸との使用割合は、例えば
入手し易い３０％濃度の過酸化水素水と９９％濃度の蟻
酸を用いる場合は、０．１〜４０対９９．９〜６０、好
ましくは２〜２０対９８〜８０程度でよい。過酸化水素
水が少なすぎると過蟻酸の生成量が少なくなって充分な
開裂が行なえず、逆に過酸化水素水が多すぎるとＳ−Ｓ
結合の開裂反応以外に、例えば卵殻膜蛋白質の主鎖の分
解による低分子化などの副反応が起きやすくなる。この
ようにして得られた過蟻酸溶液に対して次いで卵殻膜
を、乾物重量換算で０．１〜１０％程度の割合で添加し
て、０℃〜５０℃で１０分〜５時間程度反応させてＳ−
Ｓ結合の開裂を充分に行なう。なお、開裂処理後の卵殻
膜は、遠心分離や濾過などの方法により溶液部分を除
き、さらに付着した余分な酸の成分を水洗などにより除
いた方が、卵殻膜の過剰分解を防ぐ上で好ましい。

【００１０】次いでこのようにＳ−Ｓ結合を開裂させた
卵殻膜を可溶化するために酵素処理に付す。この際酵素
処理の程度は、卵殻膜が可溶化しうる程度、すなわちで
きるだけ卵殻膜蛋白質を高分子の状態で可溶化しうる程
度に止めることが重要である。これは、できるだけ高分
子の状態で可溶化した方が質のよい人工膜が得られ、低
分子になるほど本発明の所期の目的を達成した人工膜が
得難くなるからである。例えば酵素処理が進み過ぎ、卵
殻膜蛋白質の平均分子量が約１０００以下になるまで低
分子化させてしまうと、卵殻膜蛋白質としての特性が消
失してしまう傾向があるので注意を要する。用いる酵素
としては、卵殻膜を可溶化させうる酵素（蛋白質分解酵
素）であれば何を用いてもよいが、卵殻膜蛋白質の低分
子化を防ぐ上で基質特異性があまり広くない方が好まし
い。このような酵素としてはペプシン、トリプシン、キ
モトリプシンなどが挙げられる。酵素処理時の温度やｐ
Ｈは、用いる酵素の至適温度、ｐＨに従えばよく、特に
限定されない。例えば、ペプシンを用いる場合は、０℃
〜４０℃、ｐＨ２〜４程度が適当である。

【００１１】卵殻膜を可溶化させたのちは、酵素反応が
過度に進行しないように、公知の方法により酵素を失活
化させた方がよい。こうして得られた卵殻膜の可溶化溶
液は、薄黄色を帯びた透明な溶液である。なお、遠心分
離や濾過により若干存在する非溶解成分を除去し、常法
により透析を行なえば可溶化卵殻膜蛋白質のみからなる
溶液を得ることができる。この溶液は、保存上の観点か
ら、例えば凍結乾燥に処して乾燥品としておくとよい。

【００１２】II． コラーゲンの可溶化溶液の調製 コラーゲンは市販のものを用いても、あるいは動物のコ
ラーゲン含有組織から常法により得たものを用いてもよ
い。なお、コラーゲンとしては可溶性のものと不溶性の
ものとがあるが、可溶性のものはそのまま使用に供する
ことができる。不溶性のものを原料材料として用いる場
合は、常法により可溶化すればよい。例えば、不溶性の
コラーゲンを酢酸溶液に分散させ、次いでペプシンなど
の蛋白質分解酵素を用いてテロペプタイド部分を分解す
る方法などに準じて実施すればよい。得られたコラーゲ
ンの可溶化溶液は、保存上の観点から例えば凍結乾燥に
処して乾燥品としておくとよい。なお、コラーゲンの可
溶化が必要な場合は、上記のような方法に従ってコラー
ゲン単独で可溶化を行なってもよいが、卵殻膜の可溶化
に際して卵殻膜と共に同時に行なっても何らさしつかえ
ない。

【００１３】III. 本発明の人工膜の製造 上記のようにして得られた可溶化卵殻膜蛋白質と可溶化
コラーゲンとから本発明の人工膜を製造する一般的な方
法は以下の通りである。まず、上記可溶化卵殻膜蛋白質
と可溶化コラーゲンとを清水や緩衝液などに溶解させ
る。この際溶解させる卵殻膜蛋白質とコラーゲンとの比
率は、一般的には前者対後者が、１〜８０対９９〜２
０、好ましくは１０〜６０対９０〜４０となるようにす
る。卵殻膜蛋白質の割合が少なすぎると、目的とする最
終製品の伸長性、吸水性などの機能性が従来のコラーゲ
ン単独からなる膜とほとんど差がなくなり、また、卵殻
膜蛋白質の割合が多すぎると最終製品における上記した
ような機能性の面での改善が図り難くなるからである。
また、溶解させる量は、得られる溶液の粘度が溶解させ
るコラーゲンの量によりかなり異なることから、注意を
要する（なお、卵殻膜蛋白質は溶解量により溶液の粘度
にほとんど影響を与えない）。溶解させるコラーゲンの
量は、乾物重量換算で０．０１〜１０％程度、好ましく
は０．１〜６％程度である。あまり量が少なすぎるとゲ
ル化、乾燥に時間がかかり過ぎて生産性上好ましくな
く、多すぎると溶液の粘度が高くなりすぎて自由な形状
に成形し難くなるからである。なお、上記のように調製
した必須構成成分の溶解液には、本発明の目的を損わな
い範囲で、必須成分以外の成分、例えば卵殻膜由来の成
分、従来コラーゲン製膜上用いられていたような成分を
適宜配合しうる。

【００１４】こうして得られた溶解液は、これを所望す
る形状の型に塗布あるいは流し込み、一定時間放置して
ゲル化させるか、あるいはノズルなどから高濃度の塩溶
液やアンモニア溶液中に押し出してゲル化させて凝固・
成形する。こうして得られたゲルは、卵殻膜蛋白質の含
有量によって多少異なるが、白色〜薄黄色に濁るので視
認できる。次いで、このゲルを乾燥させれば本発明の人
工膜を得ることができる。なお、乾燥工程においては公
知の乾燥法であればいかなる手段を用いてもよいが、あ
まり温度が高すぎると膜中のコラーゲンが変性してしま
う恐れがあるので５０℃以下で行なうのが好ましい。さ
らに、含有する塩が問題となるときは、流水中に浸漬す
るなどして脱塩すればよい。

【００１５】

【実施例】以下、実施例でもって本発明をさらに具体的
に説明する。実施例１ Ｉ． 卵殻膜蛋白質の調製 鶏卵を割卵して卵液を除去し、得られた卵殻を清水中で
卵殻と卵殻膜とに分離した。得られた卵殻膜を細断し、
０．０５Ｍ濃度の酢酸水溶液に浸漬して混入した微細な
卵殻を溶解させた。次いで卵殻膜を清水で２回洗浄して
酢酸成分を除去し、凍結乾燥処理を行なって乾燥卵殻膜
とした。一方、３０％濃度の過酸化水素水２０mlを、９
９％濃度の蟻酸１８０mlと混合し、２５℃で２時間ゆる
く攪拌して反応させて過蟻酸溶液を調製した。この溶液
に乾燥卵膜５．０ｇを加え、完全に浸漬させ、時々振盪
しながら２５℃で２４時間に亘り卵殻膜のＳ−Ｓ結合の
開裂処理を行なった。

【００１６】次いで開裂処理後の卵殻膜は遠心分離して
溶液部分を除去し、清水で２回洗浄して残留する酸の成
分を除去した。この卵殻膜を、０．５Ｍ濃度の酢酸水溶
液２００mlにペプシン０．０５ｇを加えた溶液（ｐＨ
３）にて、２５℃で２４時間ゆるく攪拌しながら可溶化
した。こうして得られた溶液を酵素失活のために、セロ
ハンチューブに入れて０．０２モルのリン酸二ナトリウ
ム溶液にて２４時間透析を行なった。さらに２４時間流
水中で透析し、次いでこのものを凍結乾燥に処して可溶
性の卵殻膜（可溶化卵殻膜蛋白質）２．０ｇを得た。

【００１７】II． 可溶性コラーゲンの調製 市販の不溶性のコラーゲン５．０ｇを０．５Ｍ濃度の酢
酸水溶液２００mlに分散させ、ｐＨを３に調整後これに
０．０５ｇのペプシンを添加して２５℃で２４時間処理
してコラーゲンを完全に可溶化させた。得られた溶液を
遠心分離に処して非溶解成分を除去し、次いでペプシン
を失活させるためにセロハンチューブに入れて０．０２
モルのリン酸二ナトリウム溶液にて２４時間透析を行な
った。この透析によりコラーゲンは沈澱するので遠心分
離により沈澱部分のみを集め、０．００１Ｍの酢酸２０
０mlに溶解後、凍結乾燥に処して可溶性のコラーゲン
２．４ｇを得た。

【００１８】III. 卵殻膜‐コラーゲン人工膜の製造 上記のようにして得られた卵殻膜蛋白質とコラーゲンの
可溶化乾燥物各１４０mgを０．０５Ｍ濃度の酢酸緩衝液
５０mlに溶解させ、得られた溶解液は次いでアクリル板
の上に１０×１０cmの大きさに塗布し、ゲル化させた。
次いで、このものを３３℃の恒温室に２４時間静置して
本発明の人工膜を得た。得られた人工膜は白色乃至薄黄
色を呈した半透明の膜で、厚さは０．１７mmであった。

【００１９】IV． 本発明の人工膜の物性 上記実施例１で得られた本発明の人工膜を以下の条件下
での引張試験に供し、その物性を調べた。なお、対照と
して下記の方法で製造した対照の人工膜（イ）および
（ロ）に関しても、同一条件下での引張試験に供してそ
れらの物性を調べ、得られた結果を本発明の人工膜と比
較した。

【００２０】対照人工膜（イ）：上記実施例１のＩで得
られた卵殻膜蛋白質可溶化乾燥物を単独で用いた他はす
べて上記実施例１のIII の方法に準じて人工膜製造を試
みたところ、アクリル板上の塗布物は膜を形成しなかっ
た。よって卵殻膜蛋白質単独使用の対照の人工膜は、以
下のようにして製造した。上記実施例１と同様な方法で
卵殻から分離後細断して得られた卵殻膜２ｇにチオグリ
コール酸４０mlを加え、８０℃で８時間反応させて可溶
化した。次いで、遠心分離を行なって非溶解成分を除去
し、得られた溶液１０mlをガラス板上１０cm×１０cmの
大きさに塗布し、８０℃で４０時間乾燥して卵殻膜蛋白
質からなる人工膜を得た。この人工膜は薄黄白色を呈し
た半透明の膜で、厚さは０．１１mmであった。

【００２１】対照人工膜（ロ）：上記実施例１のIIで得
られたコラーゲン可溶化乾燥物を単独で用いた他はすべ
て上記実施例１のIII の方法に準じてコラーゲン単独使
用の対照の人工膜を製造した。この人工膜は白色を呈し
た半透明の膜で、厚さは０．１５mmであった。

【００２２】引張試験 上記人工膜の各々に関し、乾燥状態および湿潤状態にあ
るサンプルをそれぞれ用意し、その各状態において引張
りに対する伸びを測定した。なお、乾燥状態で測定に用
いるものは長さ２mmに、湿潤状態で測定に用いるものは
２５℃の清水に一晩浸漬したものを測定直前に長さ１mm
に切断したものをそれぞれ用いた。測定条件は、乾燥状
態のものは空気中で加重速度（単位時間あたりの引張荷
重）５０ｇ／min で、また湿潤状態のものは２５℃の水
中で加重速度５ｇ／min で、それぞれ連続的に測定し
た。得られた結果を各サンプルの断面積で割り、縦軸を
単位面積あたりの引張荷重、横軸を伸び率とし、その結
果を図１に示した。

【００２３】結 果 卵殻膜蛋白質単独使用の対照人工膜（イ）は、乾燥状態
および湿潤状態のいずれの場合とも試験開始後すぐに破
断してしまい計測できなかった。よって、この対照人工
膜（イ）はしなやかさ、伸長性が全くない脆いものであ
ることがわかった。また、本発明の人工膜およびコラー
ゲン単独使用の対照の人工膜（ロ）に関しては、図１か
ら、本発明の人工膜は対照人工膜（ロ）よりも乾燥状態
における伸びは低いものの湿潤状態の伸びは大きいこと
から、本発明の人工膜は対照人工膜（ロ）に比べ吸水性
が高く、よってしなやかさがあり、伸長性にも優れてい
ることが理解される。

【００２４】実施例２ 上記実施例１において市販の不溶性コラーゲンを用いる
代りに市販の可溶性コラーゲンを用いた他はすべて実施
例１に準じて本発明の人工膜を製造した。こうして得ら
れた人工膜も上記実施例１で得られた本発明の人工膜と
同様に吸水性、伸長性、しなやかさの点で優れたもので
あった。

【００２５】

【発明の効果】本発明の卵殻膜‐コラーゲン人工膜は、
上記したように、コラーゲン単独使用の人工膜より伸長
性、吸水性などの機能性面で一段と改善されたものであ
ることから、従来、コラーゲン単独使用の人工膜が利用
されていた人工皮膚などの医療用途、ケーシングなどの
食品用途などは無論のこと、細胞培養用の担体や化粧品
原料としての用途などにも十分に期待がもてるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における本発明の人工膜と対照人工膜
（ロ）の荷重‐伸び率線図を示す。なお、（Ａ）は乾燥
状態の場合を、また（Ｂ）は湿潤状態の場合を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主な構成成分が、卵殻膜蛋白質およびコラ
   ーゲンからなることを特徴とする人工膜。