JPH06145200A - アシル化ゼラチンの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的はアシル化ゼラチンを製造する
に当たり、ゼラチンを特定のｐＨ価の下でマイクロ波加
熱することによりゼラチンと無水脂肪酸との反応を容易
にすることにある。 【構成】 ゼラチンをｐＨ８．０〜９．０の緩衝液例え
ば０．１Ｍホウ酸ナトリウム緩衝液中でマイクロ波加熱
し、しかる後これに３０〜５０℃の温度の下で無水脂肪
酸をエタノールに溶解した溶液を添加すると該ゼラチン
は無水脂肪酸と容易に結合し、アシル化ゼラチンを簡単
に製造することができる。本発明のアシル化ゼラチンは
乳化剤として使用できることは勿論のこと両親媒性、凍
結変性防止性、徐放性を有し凍結防止剤に、化粧品分野
では化粧料に、医療分野では医薬品に応用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はマイクロ波加熱したゼラ
チンをアシル化することによりすぐれた界面活性、徐放
性、凍結変性防止性を有するアシル化ゼラチンの製造法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ゼラチンをアシル化するためには、脂肪
酸エステルのようなアシル化剤や酵素などを必要とする
上に、操作も煩雑であり、コストも高くかかるという欠
点があった。一方、鬼頭ら（Ａｇｒｉｃ．Ｂｉｏｌ．Ｃ
ｈｅｍ ４８（４），１０９９，１９８４）はアシル化
剤を用いずにエタノール存在下で、無水脂肪酸を用いて
ワンステップで簡単にカゼインや大豆タンパク質に脂肪
酸を付加させる方法を報告している。しかし、ゼラチン
はエタノールに難溶なため採用することができなかっ
た。特公開昭６１−２３０７２８でコラーゲンまたはゼ
ラチンのアシル化を行なっている。この方法では、コラ
ーゲンまたはゼラチン溶液をｐＨ８〜１４に調整し、そ
こへ無水脂肪酸を攪拌しながら添加して、アシル化を行
う。しかし反応時の溶液のｐＨをかなり高くして行って
いるために操作の効率が悪く、時間もかかる。そこで、
優れた乳化性をもつアシル化ゼラチンが簡単に、短時間
でしかも安いコストで得ることが出来るように製造法を
改善した。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】ゼラチンはコラーゲ
ンを水もしくは酸性またはアルカリ性の溶液中で加熱す
ることにより得られる熱変性タンパク質である。ゼラチ
ンは親水性でＧｌｙ−Ｐｒｏ−Ｘ（Ｇｌｙはグリシン、
Ｐｒｏはプロリン、Ｘはその他のアミノ酸残基を意味す
る）のくり返し構造を持つが、通常、分子量が３０，０
００以上平均５０，０００〜７０，０００であり、エタ
ノールに難溶で加熱しないと溶けにくく、そのため扱い
にくい欠点があった。

【０００４】

【問題点を解決するための手段】本発明者らは種々検討
した結果、あらかじめゼラチンをｐＨ８．０〜９．０の
緩衝液中で電子レンジでマイクロ波により加熱すること
により、該緩衝液中の該ゼラチンが分散しやすくなり、
無水脂肪酸を用いるワンステップ法でゼラチンに脂肪酸
を容易に付加させることができた。

【０００５】以下、本発明のアシル化ゼラチンの製造法
について詳細に説明する。本発明によるアシル化の対象
となるゼラチンとはコラーゲンを水と煮沸して不可逆的
に水溶性に変えた一種のタンパク質を指し、動物の骨、
軟骨、皮膚、腱、筋膜などを原料とする。上記動物とし
ては、脊椎動物があげられ、主に牛や豚があげられる
が、そのほかウマやニワトリあるいはサメやコイなどの
魚類でもかまわない。上記ゼラチンはあらかじめ濃度が
１〜２０％、好ましくは２〜１０％になるように水に懸
濁させる。濃度が２０％以上では、粘度が高すぎて均一
な溶液になりにくく、１％以下では希薄すぎてどちらも
反応の効率が悪く好ましくない。

【０００６】本発明に用いる無水脂肪酸とは脂肪酸（カ
ルボン酸）の酸無水物でカルボン酸のカルボキシル基２
個が脱水した構造（Ｒ₁ ＣＯ−Ｃ−ＯＣＲ₂ ）を有する
有機化合物であるＲ_1,Ｒ₂ は炭化水素基あるいは該炭化
水素誘導基を示す。炭化水素基は、直鎖状、分鎖状また
は飽和、不飽和のいずれでも構わないが、例えば、カプ
リン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ス
テアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、パルミトオイレ
ン酸、オレイン酸、リノール酸、アラキドン酸、エイコ
サペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸、フイチン酸、フ
アルネソン酸などがあげられる。酸無水物は、脂肪酸と
その金属塩を酸塩化物で処理することにより、あるいは
酸無水物との交換反応により、あるいは、総合剤を利用
する方法により得ることができるが、いずれの方法で製
造したものでも構わない。

【０００７】本発明に用いるマイクロ波とは、周波数３
００ＭＨＺ〜３０ＧＨＺ、波長が約１ｍ以下の電波を指
す。マイクル波による加熱は、２４５０ＭＨＺ、出力６
００〜２００Ｗの市販家庭用電子レンジで耐熱性の容器
を用いて行うのが好ましいが、マイクロ波による加熱は
上記範囲の周波数、波長であればいずれの周波数、出力
ものを用いても構わない。

【０００８】ゼラチンはアルコール、エーテル、クロロ
ホルムのような有機溶媒に不溶で沈澱を作るが、ゼラチ
ンをｐＨ８．０〜９．０の緩衝液中でマイクロ波で加熱
すると該ゼラチンはエタノール中で容易にアシル化反応
を行うことができる。前記ｐＨ８．０〜９．０のアルカ
リ緩衝液としては、例えば、０．１Ｍホウ酸ナトリウム
緩衝液が望ましい。その他炭酸水素ナトリウム−水酸化
ナトリウム緩衝液、リン酸水素ナトリウム−水酸化ナト
リウム緩衝液などがあげられる。アシル化はアミノ基の
関与する反応なのでトリス（トリスヒドロキシアミノメ
タン）緩衝液や酢酸アンモニウム緩衝液のようなアミノ
基の有する緩衝液を用いることができない。ゼラチンを
ｐＨ８．０以下又はｐＨ９．０以上の緩衝液を用いてマ
イクロ波加熱し、次に無水脂肪酸をエタノールに溶解さ
せた溶液を添加混合した場合、アシル化反応が起こりに
くく効率が良くない。アシル化反応は反応液のｐＨが弱
アルカリ性の時によく進行する。そこでゼラチンをｐＨ
８．０〜９．０の範囲内の緩衝液でマイクロ波加熱し、
無水脂肪酸のエタノール溶液を添加するとアシル化反応
は容易に開始する。その場合の温度としては、３０℃以
上、できれば３５〜５０℃で行うことが好ましい。３０
℃以下であると、無水脂肪酸の沈澱ができやすくなり、
好ましくない。また５０℃以上では、アシル化率が下が
り好ましくない。

【０００９】ゼラチン１００ｇ中には、ε−ＮＨ₄ が約
０．０４ｍｏｌ含まれているので、結合するのに必要な
ミリスチン酸は約９．１３ｇである。したがって、ゼラ
チン１００ｇに対してミリスチン酸９．１３ｇ結合した
ときアシル化率１００％となる。本アシル化ゼラチンか
らは、ゼラチン１ｍｇに対し０．０２−０．０５ｍｇの
結合ミリスチン酸が検出されたので、アシル化率は２０
〜５０％となる。同様に、特公開昭６１−２３０７２８
の実施例２および３によるアシル化ゼラチンから求めた
ときのアシル化率は２０〜３５％だった。

【００１０】以上の方法により、アシル化ゼラチンが得
られる。そのアシル化ゼラチンを精製する方法としては
例えば、イオン交換カラムクロマト法、ゲルろ過法、限
外ろ過法、沈澱分別法等の通常の方法を組み合わせるこ
とにより行うことができる。マイクロ波加熱によるアシ
ル化法は簡単に短時間で、アシル化ができるばかりでな
く、酵素や多くの試薬を必要としないので、安いコスト
で機能性の優れたアシル化ゼラチンを得ることができ
る。また、アシル化ゼラチンは、乳化性ばかりでなく、 両親媒性 凍結変性防止性 徐放性 の活性があることが判明した、食品分野ではペットフー
ドや凍結障害防止剤に、化粧品分野では化粧料に、医療
分野では医薬品に応用できる。

【００１１】実施例１ アシル化ゼラチンの調整 ゼラチンを１０％の濃度になるように、０．１Ｍホウ酸
緩衝液（ｐＨ９．０）あるいは０．２Ｍリン酸カリウム
緩衝液（ｐＨ０．８）に懸濁させ、電子レンジ（２４５
０ＭＨＺ、出力弱２００Ｗ）中で２分３０秒間処理し
た。マイクロ波加熱後、ただちに無水ミリスチン酸０．
００６モルを２ｍｌのエタノールに溶解させた溶液を添
加し、４０℃で１５分間、振動インキュベーターにより
振動しながら混合した。エタノールの終濃度が８０％に
なるようにさらにエタノールを加えて２０℃で２０分
間、１５０００ｒｐｍで遠心分離した。上清を水に対し
て透析して脱塩した後、再び同条件で遠心分離し、その
上清を凍結乾燥してアシル化ゼラチンを得た。その時の
収率は７０．６％だった。

【００１２】実施例２ アシル化ゼラチンの乳化性 １％の濃度になるように実施例１で得たアシル化ゼラチ
ンを懸濁させ、さらに同容量の大豆油を添加し、９５０
０ｒｐｍで１分間ホモジナイズして、エマルジョンを調
製した。エマルジョンを１３００ｇで５分、遠心分離
し、乳化層と全溶液層との比率の値を乳化活性とした。
さらに、エマルジョンを８０℃で３０分間加熱後の乳化
層と全溶液層との比率の値を乳化安定性とした。試料溶
液の代わりにアシル化していないゼラチンを用いて同様
に操作したものを対照とした。また、特公開昭６１−２
３０７２８のゼラチンを強アルカリ処理した製法により
アシル化したゼラチンと比較した。その結果を図１に示
した。８０℃で加熱後、対照のゼラチン及び特公開昭６
１−２３０７２８の方法によるアシル化ゼラチンはいず
れも乳化が破壊されたが、実施例１で得たアシル化ゼラ
チンの乳化物は安定であり、乳化性が優れていることを
示していた。

【００１３】実施例３ アシル化ゼラチンの疏水性 実施例１で得たアシル化ゼラチンの疏水性を川合らの方
法（日水誌、５６（４），６２５−６３２（１９８
５））で測定した。アシル化ゼラチンと対照のゼラチン
（無水脂肪酸を使わずに同様に操作したもの）は、濃度
が１０ｍｇ／ｍｌになるように０．１Ｍリン酸緩衝液
（ｐＨ７．５）に溶解した。そこに８−アニリノ−１−
ナフタレンスホン酸アンモニウム（ＡＮＳ）を１×１０
^-4Ｍになるように加え生じたタンパク質−ＡＮＳ複合体
の蛍光強度を励起波長３８５ｎｍ，蛍光波長４７０ｎｍ
で測定した。蛍光強度はメタノールにＡＮＳを加えたも
のを１００とした相対強度で表した。その結果を図２に
示した。相対強度が大きいほど疏水性が大きいことを示
している。アシル化ゼラチンの疏水性は対照に比べ大き
く、また特公開昭６１−２３０７２８の方法によりアシ
ル化したゼラチンにも劣っていなかった。相対強度の増
加はアシル化ゼラチンに疏水性基が導入されたことを示
しており、すなわち両親媒性になったことを示してい
た。

【００１４】実施例４ アシル化ゼラチンのアシル化率 実施例１で得られたアシル化ゼラチンを６Ｎ ＨＣｌで
８時間加水分解を行った。それを、ジエチルエーテルで
抽出し、抽出物を３フッ化ホウ素メタノールでメチル化
しガスクロマトグラフィーで脂肪酸組成の分析をした。
ゼラチン中の結合脂肪酸の量からアシル化率を求めた。
アシル化ゼラチンのアシル化率は２０〜５０％の範囲で
あった。一方、特公開昭６１−２３０７２８の方法によ
るアシル化ゼラチンのアシル化率は１０〜３０％の範囲
であった。

【００１５】実施例５ ゼラチンの濃度が５ｍｇ／ｍｌの時の本発明により得ら
れたアシル化ゼラチンと対照のゼラチンのエマルジョン
を光学顕微鏡により倍率４００倍で観察した。アシル化
ゼラチンのエマルジョンは分散粒子が小さく均一に分布
し、比較的乳化が安定していることが観察された。特公
開昭６１−２３０７２８の方法によるアシル化ゼラチン
は、分散粒子の大きさや分布にかたよりがみられた。

【００１６】実施例６ アシル化ゼラチンの徐放性 エリスロシンを本発明により得られたアシル化ゼラチン
またはゼラチンと乳化後、透析膜に封入し水中に投じ
た。透析外液を一定時間ごとに分取し、吸光度を測定し
てアシル化ゼラチンとゼラチンの放出量を比較した。ア
シル化ゼラチン乳化物のエリスロシン放出はゼラチン乳
化物に比べて遅く、持続し徐放性を有することを示し
た。

【００１７】実施例７ アシル化ゼラチンの凍結変性防止作用 ５％濃度の本発明により得られたアシル化ゼラチンと単
独の乳化物とを−１０℃に放置し、エマルジョンの状態
を調べたところ、ゼラチン単独のエマルジョンは水の凍
結が見られ、乳化状態がこわれたが、本発明により得ら
れたアシル化ゼラチンのエマルジョンの状態は通常の温
度のときと変わらなかった。

【００１８】

【発明の効果】本発明はゼラチンをｐＨ８．０〜９．０
の緩衝液中でマイクロ波加熱し、しかる後、これに３０
〜５０℃の温度の下で無水脂肪酸をエタノールに溶解し
た溶液を添加することにより、ゼラチンと無水脂肪酸と
の反応を容易にし、アシル化ゼラチンの製造コストを下
げることができた。本発明で得られたアシル化ゼラチン
は両親媒性であり、優れた乳化性、分散性を有してい
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアシル化ゼラチンと特公開昭６１−２
３０７２８によるアシル化ゼラチンとゼラチンの乳化性
を示す。

【図２】本発明のアシル化ゼラチンと特公開昭６１−２
３０７２８によるアシル化ゼラチンとゼラチンの疏水性
を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゼラチンをｐＨ８．０〜９．０の緩衝液
   中でマイクロ波加熱し、しかる後これに３０〜５０℃の
   温度の下で無水脂肪酸をエタノールに溶解した溶液を添
   加することを特徴とするアシル化ゼラチンの製造方法