JPH0657150B2 - 酵素粒剤およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、保存安定性にすぐれた酵素粒剤およびその
製造方法に関する。更に詳しく言えば、表面に繊維状突
出物を有し、保存時の接触による酵素の失活が抑制され
た、特に洗剤用酵素粒剤およびその製造方法に関する。

［従来の技術］ 近年、酵素の作用を加味した酵素入り洗剤が脚光を浴び
ているが、一般の洗剤基剤は、例えばアニオン系界面活
性剤を洗剤主剤とし、ビルダーとして硫酸ナトリウム、
カルボキシメチルセルロース（CMC）、ケイソウ土等を
添加したものに酵素を配合して酵素入り洗剤として用い
られる。

洗剤用の酵素としては、蛋白分解酵素（プロテアーゼ）
が最もよく用いられているが、脂質分解酵素（リパー
ゼ）やデンプン分解酵素（アミラーゼ）も使用されてい
る。

［発明が解決しようとする問題点］ 洗剤の主剤であるアニオン系界面活性剤は、酵素の部分
的失活を招き、更には洗剤基剤はpH10〜11のかなり高い
アルカリ性を呈して酵素の安定性を弱める傾向がある等
の好ましくない性質を伴なっており、このため実用上は
保存時の活性低下をできるだけ少なくすることが望まれ
ている。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者等は、各種洗剤に配合される酵素の失活を抑制
する造粒法を探索し、酵素粒子表面に繊維を突出させて
酵素粒子と洗剤との接触を妨げることにより酵素の保存
安定性が向上することを見出した。

すなわち、第２図に示すように従来法によって製造され
た酵素粒剤２は洗剤中では、洗剤成分３と直接接触して
いるために、特に洗剤が吸湿すると洗剤成分の影響を受
けて活性の低下をきたし、失活を防止するためには洗剤
成分との接触を避けることが効果的であると考え、この
対策として第１図に示すように酵素粒子表面に多数の繊
維状突出物４を形成することによって本発明を完成し
た。

なお、発塵の防止あるいは強度および崩壊性の改善を目
的として酵素粒剤に繊維成分を添加含有せしめることが
従来提案され、それなりの効果が得られているが（特公
昭58-26315号、特願昭59-213669号）、粒剤表面にまで
繊維を突出させて酵素の安定化を図った例はこれまで知
られていない。

酵素粒剤は、従来、酵素または酵素水溶液、補強材とし
て繊維成分（セルロース等）および増量剤あるいは充填
剤等を適宜配合して造粒機を用いて造粒し、所望により
保護層をコーティングして製造されているが、本発明で
は酵素粒剤における繊維状の突出物は、酵素粒剤の製造
過程の造粒時、造粒後、造粒後のコーティング時または
コーティング後のいずれの段階においても形成すること
ができる。

製造方法の説明に先立って、本発明酵素粒剤の配合成分
について述べる。

(1)酵素は、動物、植物、微生物起源の、一般に洗剤に
用いられる酵素であり、具体例としては以下のものが単
独または混合物として用いられる。

プロテアーゼ： ペプシン、トリプシン、キモトリプシン、カテプシン、
スブチルシン、コラケナーゼ、ケラチナーゼ、エラスタ
ーゼ、パパイン、プロメリン、パンクレアチン、カルボ
キシペプチダーゼ、アミノペプチダーゼ、ジペプチシル
カルボキシペプチダーゼ、ジペプチジルアミノペプチダ
ーゼ； エステラーゼ： リパーゼ（ガストリックリパーゼ、パンクレアチックリ
パーゼ、プラントリパーゼ、ホスホリパーゼ）、コリン
エステラーゼ、ホスファターゼ； カルボキシラーゼ： アミラーゼ、マルターゼ、サッカラーゼ、セルラーゼ、
リゾチウム、ペクチナーゼ、グルコシターゼ； ヌクレアーゼ： リボヌクレアーゼ、デオキシリボヌクレアーゼ。

これらのうち、洗剤水溶液のアルカリ性領域で活性なア
ルカリプロテアーゼ、アルカリエステラーゼ、アルカリ
カルボキシラーゼおよびアルカリヌクレアーゼが好まし
く用いられる。

酵素は乾燥状態で、または溶液状態として使用される。

(2)繊維成分は、従来、補強の目的で使われているもの
でもよいが、本発明で表面突出物の形成に用いる繊維
は、従来のものよりも腰が強く、造粒中に埋め込まれに
くい、太さが0.3〜1.0デニールで長さ500〜1,000μｍの
ものが良い。

繊維の材質は、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ビニロン、ポリエステル、ガラス、石英、石綿、カ
ーボンなどが使用でき、その形状は、粒剤の隔離が目的
であるためそれが達成できれば十分であり、直線状でも
カール状でも羽毛状でもよい。

増量剤あるいは充填剤は、酵素粒剤の比活性を一定に保
つために加えられる希釈剤であり、具体例として以下の
ものが挙げられる。

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； 塩酸塩，臭化物： 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。

これらの増量剤あるいは充填剤は粒径が100μｍ以下、
好ましくは20μｍ以下のものが単独あるいは２種以上を
混合して使用される。

(3)その他、酵素粒剤の配合成分としては結合剤、すな
わち粘着性を有する親水性物質、例えばポリビニールピ
ロリドン(PVP)、ポリビニルアルコール、セルロース誘
導体、例えばヒドロキシプロピルセルロース、メチルセ
ルロース、またはカルボキシメチルセルロース等が好ま
しく用いられ、また造粒剤として融点30〜70℃のワック
ス状物質、例えばポリエチレングリコール(PEG)、エト
キシ化脂肪族アルコール、ポリエチレングリコールモノ
オレエート、やし油脂肪酸モノエタノールアミド等が用
いられる。更に、造粒または酵素剤の分野で公知の、着
色剤、安定剤、補強材等はいずれも使用することができ
る。

さらに、酵素粒剤の保存性を高めるためのコーティング
材料として前記した造粒剤の場合と同じワックス状物質
が必要に応じて用いられ、酸化チタン、および／または
酸化ケイ素の混合着色剤などが所望により散布付着され
る。

また繊維の付着剤としては、ポリビニルピロリドン、ポ
リビニルアルコール、セルロース誘導体、ヒドロキスプ
ロピルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメチ
ルセルロース、デキストリン、デキストラン、アラビア
ゴム、ポリアクリルアミド、アクリル酸または無水マレ
イン酸重合物、ポリエチレングリコールなどが用いられ
る。

［製造方法］ 本発明では、酵素粒剤の造粒は従来法と同様に、10〜50
℃に保存した造粒機中で、前述の酵素（粉末または水溶
液１〜35重量％）、繊維（２〜30重量％）、増量剤、安
定剤等のその他成分（残量）を添加し攪拌しながら、液
状のバインダーとしての水およびバインダーの水溶液お
よび／またはワックス状物質を噴霧して行なわれる。

酵素粒剤表面の繊維状突出物は、下記のような方法で造
粒時あるいは造粒後に形成することができる。

1)従来法と同様に、酵素、繊維、増量剤等を同時に添加
し、バインダーを添加し造粒する方法において、従来法
により腰の強い繊維を用い、繊維が造粒中に埋め込まれ
ない短時間で造粒する方法、 2)あらかじめ、従来法によって造粒を行い、造粒完了時
又は篩分後、コーティングを実施する前に繊維及び付着
剤を添加し攪拌して付着させる方法、 3)コーティング時にコーティング剤、繊維および付着剤
を添加し、攪拌して付着させる方法、 4)コーティング後、繊維と付着剤を添加し、同様に粒子
表面に付着させる方法。

これらの方法のいずれによっても繊維を表面に突出した
状態で付着させることができる。造粒後に付着させる場
合には、はじめの粒子中には必ずしも繊維を添加する必
要はないが、強度の面からは予め添加した状態で造粒す
ることが好ましい。

また前述の付着剤を使用する場合、一般に繊維を分散混
合した付着剤水溶液の状態で噴霧するが、その濃度は５
〜20％が適当である。

［実施例］ 以下、実施例および比較例を挙げて本発明の効果を具体
的に説明する。

比較例 造粒用組成物として、 酵 素 粉 末 180ｇ ビニロン繊維 80ｇ 微粉硫酸ナトリウム 1,740ｇ よりなる組成物を奈良機械製LMA-10型造粒器で造粒し
た。造粒は室温で行ない、酵素、繊維、硫酸ナトリウム
を造粒器に先ず装入して、主軸を350rpm，チョッパーを
3,000rpmで回転させて５分間混合後、回転はそのまま続
け、二流体スプレーにて220ｇの水を７分間で添加し、
さらに10分間造粒を行ない突出繊維のない粒剤を得た。
酵素としては蛋白質分解酵素スブチリシンBPN′を用い
た。繊維は、長さ0.3mmのものを用いた。

得られた粒剤の安定性測定は、次の通りに行なった。

粒剤0.25ｇを容器にとり、これに５ｇの洗剤を加えてよ
く混合し、温度40℃、相対湿度80％の恒温恒湿槽に入れ
て40時間後、110時間後及び160時間後に各試料の残存活
性を測定し（特公昭60-55118号参照）、これより酵素活
性残存率を算出し、表１に示す結果を得た。

実施例１ 造粒用組成物として、 酵 素 粉 末 100ｇ ビニロン繊維 200ｇ 微粉硫酸ナトリウム 1,620ｇ よりなる組成物を造粒器に入れ、実施例１と同様に造粒
し、表面に多数の繊維を突出した粒剤を得た。繊維は、
太さ0.5デニール、長さ1.0mmのものを用いた。酵素とし
ては、蛋白質分解酵素スブチリジンBPN′を用いた。

得られた粒剤の安定性測定を、比較例と同様に行い、表
１に示す結果を得た。

実施例２ 実施例１で得た粒剤１kgを60℃に加温された混合器内へ
入れ、70ｇのワックスを添加して、粒剤のコーティング
を行なった。

得られた粒剤の安定性測定を比較例と同様に行ない、表
１に示す結果を得た。

実施例３ 比較例１で得た粒剤１kgを60℃に加温された混合器内へ
入れ、80ｇのビニロン繊維（0.5デニール、長さ1.0m
m）、および60ｇのワックスを添加混合し、粒剤表面に
繊維を付着せしめた。得られた粒剤の安定性測定を比較
例と同様にして行なった。結果を表１に示す。

実施例４ 実施例１で得た粒剤について、実施例３と同様にコーテ
ィングを行なうことによって表面に繊維状突出物を形成
した。得られた粒剤の安定性を比較例と同様に測定し表
１に示す結果を得た。

実施例５〜１０ 表２の造粒条件の欄に示すような配合割合で各種酵素と
造粒成分を用い、比較令と同様にして、表面に突出した
繊維のない粒剤６種類を製造した。

次いで、これらの粒剤に対して、表２の繊維付着条件の
欄に示した方法に従って、各種付着剤と繊維を表中に記
載した配合割合で使用し、60℃に加温された混合器内で
処理して表面に突出繊維を有する粒剤を得た。

これらの粒剤を、40℃，80%R.H.条件下で160時間保った
後酵素活性残存率を求めた。その結果を表２に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の酵素粒剤の洗剤中における状態を示す
説明図であり、第２図は従来の酵素粒剤の洗剤中におけ
る状態を示す説明図である。 図中符号： １…本発明の酵素粒剤；２…従来の酵素粒剤； ３…洗剤粒子；４…繊維。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】繊維状の突出物を表面に多数形成してなる
   ことを特徴とする酵素粒剤。
2. 【請求項２】繊維状の突出物が、ナイロン、ポリエチレ
   ン、ポリプロピレン、ビニロン、ポリエステル、ガラ
   ス、石英、石綿およびカーボンから選択される１種以上
   の繊維からなる特許請求の範囲第１項に記載の酵素粒
   剤。
3. 【請求項３】繊維状の突出物が直線状および／またはカ
   ール状および／または羽毛状である特許請求の範囲第１
   項に記載の酵素粒剤。
4. 【請求項４】造粒後の酵素粒剤に、繊維状チップと付着
   剤を添加し、造粒機またはコーティング機の中で撹拌
   し、粒表面に繊維を多数付着させることを特徴とする酵
   素粒剤の製造方法。
5. 【請求項５】付着剤が、ワックス状物質、ポリビニルピ
   ロリドン、ポリビニルアルコール、セルロース誘導体、
   ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、カ
   ルボキシメチルセルロース、デキストリン、デキストラ
   ン、アラビアゴム、ポリアクリルアミド、アクリル酸ま
   たは無水マレイン酸の重合物、またはこれらの水溶液で
   ある特許請求の範囲第４項に記載の製造方法。
6. 【請求項６】酵素粒剤のコーティング時に、コーティン
   グ剤と繊維状チップと付着剤を添加し、撹拌することに
   よって粒表面に多数の繊維状突出物を形成することを特
   徴とする酵素粒剤の製造方法。
7. 【請求項７】付着剤が、ワックス状物質、ポリビニルピ
   ロリドン、ポリビニルアルコール、セルロース誘導体、
   ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、カ
   ルボキシメチルセルロース、デキストリン、デキストラ
   ン、アラビアゴム、ポリアクリルアミド、アクリル酸ま
   たは無水マレン酸の重合物、またはこれらの水溶液であ
   る特許請求の範囲第６項に記載の製造方法。