JPS61152247A - 蛋白質膜の製造法 - Google Patents
蛋白質膜の製造法Info
- Publication number
- JPS61152247A JPS61152247A JP28169084A JP28169084A JPS61152247A JP S61152247 A JPS61152247 A JP S61152247A JP 28169084 A JP28169084 A JP 28169084A JP 28169084 A JP28169084 A JP 28169084A JP S61152247 A JPS61152247 A JP S61152247A
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- JP
- Japan
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- protein
- film
- membrane
- tgase
- solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Medicinal Preparation (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は強化蛋白質膜の製造法に関する。
高分子学において、cast膜という概念がある。
これは、液状物質を型の中に流し込み、固化させ溶媒を
蒸発させてフィルムとする流延成形をcastingと
いい、得られるフィルムをcast膜と称している。
蒸発させてフィルムとする流延成形をcastingと
いい、得られるフィルムをcast膜と称している。
食品分野においても日本の伝統食品である湯葉は、豆乳
を加熱して得られるグル状皮膜を風乾して製造され、c
ast膜の範晴に入るものと考えられる。
を加熱して得られるグル状皮膜を風乾して製造され、c
ast膜の範晴に入るものと考えられる。
このような食品蛋白を用いたcast膜形成に関する報
告は、蛋白溶液に20〜30%のグリセロールやフルヒ
トールを添加したり、アルデヒドや重金属を作用させフ
ィルム化するなどといったものが多く過激な条件で製造
するものが多く、生分解性や安全性に問題がある。
告は、蛋白溶液に20〜30%のグリセロールやフルヒ
トールを添加したり、アルデヒドや重金属を作用させフ
ィルム化するなどといったものが多く過激な条件で製造
するものが多く、生分解性や安全性に問題がある。
本発明者らは、上記のような欠点を補い、天然系素材を
用いて温和な条件でcastjng して得られる強靭
で、かつ、安全性の高い蛋白質膜の製造法を開発しよう
と種々研究を行なった結果、高濃度蛋白含有溶液にトラ
ンスグルタミナーゼを作用させ、cast膜化するとと
によって、強靭で安定な蛋白質膜を製造しうろことを発
見し、本発明を完成した。
用いて温和な条件でcastjng して得られる強靭
で、かつ、安全性の高い蛋白質膜の製造法を開発しよう
と種々研究を行なった結果、高濃度蛋白含有溶液にトラ
ンスグルタミナーゼを作用させ、cast膜化するとと
によって、強靭で安定な蛋白質膜を製造しうろことを発
見し、本発明を完成した。
即ち、本発明は、蛋白質濃度2重量%以上の蛋白含有溶
液にアシル転移酵素トランスグルタミナーゼ(EC2,
3,2,13,以下1’−TGaseJと略す)を蛋白
質1gに対して適宜量、好捷しくは1ユニット以上添加
し、型・枠に流し込み、10ないし60゜にて、水分率
が20%以下になるまで乾燥することを特徴とする蛋白
質膜の一造法である。
液にアシル転移酵素トランスグルタミナーゼ(EC2,
3,2,13,以下1’−TGaseJと略す)を蛋白
質1gに対して適宜量、好捷しくは1ユニット以上添加
し、型・枠に流し込み、10ないし60゜にて、水分率
が20%以下になるまで乾燥することを特徴とする蛋白
質膜の一造法である。
本発明に用いられる膜化用蛋白質は、その起源に制約さ
れず、植物性蛋白質、動物性蛋白質などいかなるもので
も使用できる。植物性蛋白質としては油糧種子の脱脂物
(脱脂大豆など)及びそれらより分離した蛋白を挙げる
ことがヤノきる′。また、動物性蛋白質としては、乳蛋
白質、ゼラチン、コラーゲン等を例示することができる
。これらの蛋白質の2重量%以上の蛋白含有溶液を調製
する。
れず、植物性蛋白質、動物性蛋白質などいかなるもので
も使用できる。植物性蛋白質としては油糧種子の脱脂物
(脱脂大豆など)及びそれらより分離した蛋白を挙げる
ことがヤノきる′。また、動物性蛋白質としては、乳蛋
白質、ゼラチン、コラーゲン等を例示することができる
。これらの蛋白質の2重量%以上の蛋白含有溶液を調製
する。
蛋白含有溶液の濃度は比較的高いことが望ましく、通常
2重量%以上、好ましくは5重量%ないし15重量%で
あればよい。
2重量%以上、好ましくは5重量%ないし15重量%で
あればよい。
この高濃度蛋白含有溶液に、特開昭58−14.964
5号に記載されている方法で調製したTGaseを蛋白
質1gに対して、1ユニット/y−・蛋白以上添加し、
直ちに、平板型枠(例えば、メタアクリ、ル樹脂製)に
流し込み、10ないし60℃にて、水分率20%以下と
なるまで(通常、3ないし5時間)、風乾または送風乾
燥すると型枠より容易に剥離する強靭な蛋白質膜が得ら
れる。蛋白質濃度が2重量%未満の場合、TGase量
が基質蛋白質IF!−に対して1U未満の場合、乾燥温
度が10℃未満や60℃以上の場合は、各れも剥離性が
悪く、本発明の特徴を有する蛋白質膜は得られ々い。
5号に記載されている方法で調製したTGaseを蛋白
質1gに対して、1ユニット/y−・蛋白以上添加し、
直ちに、平板型枠(例えば、メタアクリ、ル樹脂製)に
流し込み、10ないし60℃にて、水分率20%以下と
なるまで(通常、3ないし5時間)、風乾または送風乾
燥すると型枠より容易に剥離する強靭な蛋白質膜が得ら
れる。蛋白質濃度が2重量%未満の場合、TGase量
が基質蛋白質IF!−に対して1U未満の場合、乾燥温
度が10℃未満や60℃以上の場合は、各れも剥離性が
悪く、本発明の特徴を有する蛋白質膜は得られ々い。
上記のようにして得られる蛋白質膜は、TGaseを作
角させずに同様の条件でcasting して得られる
蛋白質膜が水や塩類溶液で容易に溶解するのに比して、
それらに対して安定で不溶であり、約2倍の引張強度と
伸度を有している。さらに、TG aseによる蛋白質
膜は、水中では、22−/ψ蛋白質膜程度の吸水力を示
し、有機溶媒中では、分子篩効果を有する蛋白質膜であ
る。また、沸盪浴水中でも安定であり、全PH領域にお
いても不溶である。
角させずに同様の条件でcasting して得られる
蛋白質膜が水や塩類溶液で容易に溶解するのに比して、
それらに対して安定で不溶であり、約2倍の引張強度と
伸度を有している。さらに、TG aseによる蛋白質
膜は、水中では、22−/ψ蛋白質膜程度の吸水力を示
し、有機溶媒中では、分子篩効果を有する蛋白質膜であ
る。また、沸盪浴水中でも安定であり、全PH領域にお
いても不溶である。
TGas’eによる蛋白質膜が、とのLうた性質を有す
るのは、TGaseの触媒作用によるε−(γ−グルタ
ミル)リジン架橋形成に基づいた蛋白質重合物であるこ
とに由来する。それは、1)各種蛋白質変性剤(2−メ
ルカゾトエタノール、ドデシル硫酸ナトリウム、塩酸グ
アニジン、尿素等)に対して安定であること。2)
TGaseの反応部位であるLys残基を完全にアセチ
ル化された蛋白質を用いて同様にcast膜化しても水
に対して不溶であること。3)TGaseによる蛋白質
膜形成途中で、高分子化された蛋白質が5DS−ポリア
クリルアミドゲル電気泳動で検出されること。等から証
明される。また、このTGaseによる蛋白質膜をプロ
テアーゼ処理すれば、加水分解され、溶液となる。従っ
てく生分解性を有し、かつ、結合剤も酵素であるから、
本発明に・よって得られる蛋白質膜は、生体に対する影
響が少ない。
るのは、TGaseの触媒作用によるε−(γ−グルタ
ミル)リジン架橋形成に基づいた蛋白質重合物であるこ
とに由来する。それは、1)各種蛋白質変性剤(2−メ
ルカゾトエタノール、ドデシル硫酸ナトリウム、塩酸グ
アニジン、尿素等)に対して安定であること。2)
TGaseの反応部位であるLys残基を完全にアセチ
ル化された蛋白質を用いて同様にcast膜化しても水
に対して不溶であること。3)TGaseによる蛋白質
膜形成途中で、高分子化された蛋白質が5DS−ポリア
クリルアミドゲル電気泳動で検出されること。等から証
明される。また、このTGaseによる蛋白質膜をプロ
テアーゼ処理すれば、加水分解され、溶液となる。従っ
てく生分解性を有し、かつ、結合剤も酵素であるから、
本発明に・よって得られる蛋白質膜は、生体に対する影
響が少ない。
以上のような性質を利用すれば、可食性フィルムとして
ばかりでなく、包装材料、生分解性膜、医用高分子膜素
材、固定化酵素膜基材等が製造可能である。
ばかりでなく、包装材料、生分解性膜、医用高分子膜素
材、固定化酵素膜基材等が製造可能である。
、以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明は
これら実施例によって何ら制限されるものではない。
これら実施例によって何ら制限されるものではない。
実施例1゜
alll−カゼインの5重量%溶液を0.1M)IJス
ス−酸緩衝液、(5mM CaCl2.20 mMジチ
オスレイトール0.1% グリセロール含有、pH8−
0)で調製した。
ス−酸緩衝液、(5mM CaCl2.20 mMジチ
オスレイトール0.1% グリセロール含有、pH8−
0)で調製した。
これに、α81−カゼイン1■当り0.002ユニツト
のTG 、a @eを添加し、激しく攪拌後、直ちにメ
タアクリル樹脂板(あるいは、硬質ビニル板)上の20
xsox1,5朋の型枠に流し込み、40℃で5時間送
風乾燥し翫αs1−カゼイン膜を得た。得られたαg1
−カゼイン膜は、水分率1g.2%、膜厚47μm1引
張強度104.7 g−/d 、伸度82%を有し、水
に不溶な蛋白質となった。・それに比して、TGase
を使用させず他は同様の条件で、α81−カゼイン膜を
調製すると、水分率10.5%、膜厚49μm、引張強
度40.6 !it−/I:rI、伸度38%を有する
蛋白質が得られた。引張強度と伸度が、TGaseを作
用させた場合の0.5倍弱であるばかりでなく、水に容
易に溶解する膜であった。
のTG 、a @eを添加し、激しく攪拌後、直ちにメ
タアクリル樹脂板(あるいは、硬質ビニル板)上の20
xsox1,5朋の型枠に流し込み、40℃で5時間送
風乾燥し翫αs1−カゼイン膜を得た。得られたαg1
−カゼイン膜は、水分率1g.2%、膜厚47μm1引
張強度104.7 g−/d 、伸度82%を有し、水
に不溶な蛋白質となった。・それに比して、TGase
を使用させず他は同様の条件で、α81−カゼイン膜を
調製すると、水分率10.5%、膜厚49μm、引張強
度40.6 !it−/I:rI、伸度38%を有する
蛋白質が得られた。引張強度と伸度が、TGaseを作
用させた場合の0.5倍弱であるばかりでなく、水に容
易に溶解する膜であった。
実施、例2゜
実施例1で得られるα81〜カゼイン膜80rn9を、
脱イオン水1001R1中に入れ、経時的に、この膜の
増加型量分を測定し、吸水量(fP、water/y−
膜)として表現した。結果は第1図に示すようになり、
α1g1−カゼイン膜1y−あだ、922P程度の水を
吸収した。
脱イオン水1001R1中に入れ、経時的に、この膜の
増加型量分を測定し、吸水量(fP、water/y−
膜)として表現した。結果は第1図に示すようになり、
α1g1−カゼイン膜1y−あだ、922P程度の水を
吸収した。
実施例3゜
実施例1と同様の方法によって、ゼラチンの10重量%
溶液から調製したゼラチン膜と、TGaseのみ添加せ
ず、あとは全く同一条件で調製したゼラチン膜を、各々
10m9を1cm光路長の石英セル中に入れ、脱イオン
水3 mAを加え電子冷熱式温度コントローラー(島津
製作所(株)製)を用いて20゜より35°Cまで5°
Cおきに、10分間加温し、その時の280℃mの吸光
度を測定し、溶解している蛋白質量を測定した。結果は
第2図に示すように、TG ase処理してい力いゼラ
チン膜は、28℃位から吸光度が急激に増加し徐々に溶
解してくる。これに比して、TGase処理した膜は、
吸光度の上昇の割合がゆっくりとしており、か々り熱に
対して安定であることが示唆される。これは、TGas
e処理しない場合は、水素結合等の二次的結合を主体と
した膜のため、加熱で結合が切れ、次第に溶解するのに
比してTGase処理すれば、ε−(r−Gtu)Ly
s架橋が生じ、共有結合を主体とした膜となるために、
熱に対しても比較的安定になったと考えられた。1だ、
両者を沸盪浴水中に浸漬すると、TGase処理膜は溶
解しなかったが、TGase無添加膜は溶解した。
溶液から調製したゼラチン膜と、TGaseのみ添加せ
ず、あとは全く同一条件で調製したゼラチン膜を、各々
10m9を1cm光路長の石英セル中に入れ、脱イオン
水3 mAを加え電子冷熱式温度コントローラー(島津
製作所(株)製)を用いて20゜より35°Cまで5°
Cおきに、10分間加温し、その時の280℃mの吸光
度を測定し、溶解している蛋白質量を測定した。結果は
第2図に示すように、TG ase処理してい力いゼラ
チン膜は、28℃位から吸光度が急激に増加し徐々に溶
解してくる。これに比して、TGase処理した膜は、
吸光度の上昇の割合がゆっくりとしており、か々り熱に
対して安定であることが示唆される。これは、TGas
e処理しない場合は、水素結合等の二次的結合を主体と
した膜のため、加熱で結合が切れ、次第に溶解するのに
比してTGase処理すれば、ε−(r−Gtu)Ly
s架橋が生じ、共有結合を主体とした膜となるために、
熱に対しても比較的安定になったと考えられた。1だ、
両者を沸盪浴水中に浸漬すると、TGase処理膜は溶
解しなかったが、TGase無添加膜は溶解した。
実施例4゜
Senらの方法(J、 Agric、 Food Ch
em、29+ 348(1981,))に習って、実施
例1で得られるαs1−カゼイン膜とαλ1−カゼイン
粉末の消化性を比較した。即ち、各々5 rmgを、0
.1MIJン酸緩衝液(pH8,0)2mlを加え、さ
らにキモトリジシンO,1,m9を添加、37℃でイン
キ−ベートした。適時反応溶液を100℃、3分間加熱
することによって、キモトリジシンを失活させ、反応を
止めた。この反応溶液中のアミン基量をFields法
(Biochem、 J、 。
em、29+ 348(1981,))に習って、実施
例1で得られるαs1−カゼイン膜とαλ1−カゼイン
粉末の消化性を比較した。即ち、各々5 rmgを、0
.1MIJン酸緩衝液(pH8,0)2mlを加え、さ
らにキモトリジシンO,1,m9を添加、37℃でイン
キ−ベートした。適時反応溶液を100℃、3分間加熱
することによって、キモトリジシンを失活させ、反応を
止めた。この反応溶液中のアミン基量をFields法
(Biochem、 J、 。
]−2,4,,581(1971))を用いて定量し、
各時間における消化率を次式の様に定義した。
各時間における消化率を次式の様に定義した。
結果は第3図に示す。24時間後には、両者のアミン基
量はほぼ同一であり、膜化しても、充分消化しえた。し
かし、120分後までの消化率を比較すると、α81−
カゼイン粉末では100%消化されているのに比して、
TGaseを作用させて得られるcast膜では約60
%と、かなり制御されていた。従って、TGaseによ
る蛋白質膜は、消化可能でかつ、その分解速度をある程
度制御しえる。
量はほぼ同一であり、膜化しても、充分消化しえた。し
かし、120分後までの消化率を比較すると、α81−
カゼイン粉末では100%消化されているのに比して、
TGaseを作用させて得られるcast膜では約60
%と、かなり制御されていた。従って、TGaseによ
る蛋白質膜は、消化可能でかつ、その分解速度をある程
度制御しえる。
実施例5゜
実施例】にて得られるα81−カゼイン膜は、有機溶媒
中で安定で不溶である。そこで、有機溶媒中で、このα
81−カゼイン膜がどのような透過性を示すかを、メチ
レンブルー(MW、 373.90 、νmax 66
0℃m)、クマシーブリリアントブルー(MW、695
.fil 。
中で安定で不溶である。そこで、有機溶媒中で、このα
81−カゼイン膜がどのような透過性を示すかを、メチ
レンブルー(MW、 373.90 、νmax 66
0℃m)、クマシーブリリアントブルー(MW、695
.fil 。
νmax590nm)、ビタミンB12(MW、 13
55.42.νn’+ax560 nm)を用いて観察
した。3種類の化合物を各各小試験管に入れ、TGag
e作用によって得られたα81−カゼインcast膜で
密封し、大量のエタノール中に浸漬した。もし、これら
の化合物がcast膜を介して放出されるなら、外液(
エタノール)が各化合物特有の色がつき、その最大吸収
波長を観察すれば、膜を介してどのくらい透過されてい
るのか知ることができる。15℃から40℃へ5℃/分
の割で昇温し、次に5℃/分の割で40℃から15℃へ
と冷却する操作を繰り返し行ない、60分間、外液に放
出される上記3種類の化合物の透過率を求めて第4図に
示した。メチレンブルーでは、浸漬すると比較的速やか
に透過され、40分後には、完全に透過された。それに
比して、クマシーブリリアントブルーは、60分後に約
20%が透過し、ビタミンB12では、はとんど透過さ
れないことが観察された。従って、60分後の透過率を
比較すると、 メチレンブルー〉クマンーブリリアントプルー〉ビタミ
ンB12の順となった。即ち、分子量の大きさによって
透過性に大小が生じていた。従って分子量が大きい程、
透過しずらくなっており、分子篩効果があることが示め
された。
55.42.νn’+ax560 nm)を用いて観察
した。3種類の化合物を各各小試験管に入れ、TGag
e作用によって得られたα81−カゼインcast膜で
密封し、大量のエタノール中に浸漬した。もし、これら
の化合物がcast膜を介して放出されるなら、外液(
エタノール)が各化合物特有の色がつき、その最大吸収
波長を観察すれば、膜を介してどのくらい透過されてい
るのか知ることができる。15℃から40℃へ5℃/分
の割で昇温し、次に5℃/分の割で40℃から15℃へ
と冷却する操作を繰り返し行ない、60分間、外液に放
出される上記3種類の化合物の透過率を求めて第4図に
示した。メチレンブルーでは、浸漬すると比較的速やか
に透過され、40分後には、完全に透過された。それに
比して、クマシーブリリアントブルーは、60分後に約
20%が透過し、ビタミンB12では、はとんど透過さ
れないことが観察された。従って、60分後の透過率を
比較すると、 メチレンブルー〉クマンーブリリアントプルー〉ビタミ
ンB12の順となった。即ち、分子量の大きさによって
透過性に大小が生じていた。従って分子量が大きい程、
透過しずらくなっており、分子篩効果があることが示め
された。
第1.’、2.3および4図はそれぞれ実施例2゜3.
4および5の実験結果を示す。 第1図の図中、横軸は浸漬時間(分)、縦軸は吸水量(
g−water / ’i−cast膜)を示す。第2
図の図中、横軸は温度(℃)、縦軸は280℃mにおけ
る吸光度を示す00はTGase添加ゼラチン膜、○は
TGase無添加ゼラチン膜の値を示す。第3図の図中
、横軸は消化時間(分)、縦軸は消化率(%)を示す。 ・はTGase添加α81カゼイン膜、○はαs1カゼ
イン粉末の値を示す。第4図の図中、横軸は浸漬時間(
分)、縦軸は透過率(%)を示す。△はメチレンブルー
、eはクマシーブリリアントブルー、○はビタミンB1
2の値を示す。
4および5の実験結果を示す。 第1図の図中、横軸は浸漬時間(分)、縦軸は吸水量(
g−water / ’i−cast膜)を示す。第2
図の図中、横軸は温度(℃)、縦軸は280℃mにおけ
る吸光度を示す00はTGase添加ゼラチン膜、○は
TGase無添加ゼラチン膜の値を示す。第3図の図中
、横軸は消化時間(分)、縦軸は消化率(%)を示す。 ・はTGase添加α81カゼイン膜、○はαs1カゼ
イン粉末の値を示す。第4図の図中、横軸は浸漬時間(
分)、縦軸は透過率(%)を示す。△はメチレンブルー
、eはクマシーブリリアントブルー、○はビタミンB1
2の値を示す。
Claims (1)
- 蛋白質濃度2重量%以上の蛋白含有溶液にトランスグル
タミナーゼを蛋白1gに対して1ユニット以上添加し、
型枠に流し込み10ないし60℃にて乾燥することを特
徴とする蛋白質膜の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28169084A JPS61152247A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | 蛋白質膜の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28169084A JPS61152247A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | 蛋白質膜の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61152247A true JPS61152247A (ja) | 1986-07-10 |
JPH0581218B2 JPH0581218B2 (ja) | 1993-11-11 |
Family
ID=17642621
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28169084A Granted JPS61152247A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | 蛋白質膜の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61152247A (ja) |
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---|---|---|---|---|
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-
1984
- 1984-12-26 JP JP28169084A patent/JPS61152247A/ja active Granted
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