JPS61183298A - 化粧品用ポリペプタイドの製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は化粧品用ポリペプタイドの製造方法に関する。

〔従来の技術〕

コラーゲン、ケラチン、シルクなどの動物性蛋白質を酸
、アルカリまたは酵素により加水分解して得られるポリ
ペプタイドは、従来がらも化粧品ノ原料、またはその添
加物、あるいはコラーゲンポリペブタイトについては、
毛織物の染色工程における毛織物の損傷やムラ染防止な
ど各種の用途に用いられているが、化粧品原料として用
いる場合には人体に対する安全性や商品価値の維持、向
上という面から特に品質が優れていることが望まれる。

、ところで、本来、まったく純粋なポリペプタイドは、
無色で、かつ臭もなく、また、他の有機物や灰化後に残
存するような無機物は含まれないはずであるが、実際に
は原料中の不純物の残存により、あるいは加水分解とそ
の後のＩｆＪ製などの製造工程において、着色、着臭が
生じ（通常、着色は原料中に残存する糖分が蛋白質とア
ミノカルボニル反応を起こすことによって生じ、褐色な
いしは黒色になる。また、着臭は通常、加水分解時など
におけるアミノ酸の側鎖の分解によって引き起こされる
）、さらには無機塩などの残存あるいは増加を生じる。

その結果、はとんどの場合に、無色、無臭で純粋である
ことが望まれる化粧品用原料としての価値がそこなわれ
る。着色、着臭が好ましくないのはもちろんのことであ
るが、たとえば無機塩などの不純物は、クリームなどの
乳化系の化粧品においては、たとえ少量の混入であって
も乳化の難易や乳化後の安定性に多大な影響を与えるこ
とがあるし、また無機塩の存在によってかゆみや発赤な
どの皮膚刺激を生したり、あるいＩＡそれらが助長され
る。

ところが、コラーゲン、ケラチン、シルクなどの動物性
蛋白質より化粧品用ポリペプタイドを製造する場合には
、酸、アルカリあるいは酵素を使用するのであるが、酸
あるいはアルカリを使用する場合にはｐ　Ｈを酸性側あ
るいはアルカリ側に大きく傾ける必要があり、また酵素
を用いる場合にも用いる酵素の至適ｐ　Ｈへの調整、加
水分解中のｐ　Ｈコントロールに酸あるいはアルカリの
添加が必要である。そのほか脱色、脱臭、脱灰、濾過な
どの目的で行われる精製工程においてもｐ　Ｉ（の酸性
側あるいはアルカリ側への調整が行われるため、酸ある
いはアルカリの添加が必要である。このような次第によ
り、化粧品用ポリペプタイドの製造にあたっては、その
加水分解工程やその後の精製工程において系中に無機塩
が混入する。

そのため、化粧品用のポリペプタイドの製造においては
、脱塩の必要があり、その目的には従来、専らイオン交
換樹脂が用いられてきた（たとえば特公昭５９−１０１
．４４９号公報）。

〔発明が解決し７ようとする問題点〕 このイオン交換樹脂による脱塩では、ナトリウムイオン
やカリウＪ１イオンなどのカチオンを除きｐ　Ｈをアル
カリ側から中和するためには、カチオン交換樹脂が用い
られ、塩素イオンや硫酸イオンなどのアニオンを除き、
ｐ　Ｈを酸性側から中和するためにはアニオン交換樹脂
が用いられる。これらイオン交換樹脂を大量に用いる場
合には樹脂塔にイオン交換樹脂を充填してアルカリ、酸
のどちらか一方あるいは両方の高濃度水／８液を通液し
て再生（イオン交換）を行い、水による洗浄を行ったの
らに、中和する必要のあるポリペプタイドの水溶液を通
液することによって目的が達せられる。

しかしながら、上記のようなイオン交換樹脂による脱塩
では、たとえば塩化ナトリウムなどの中性塩のかたちで
含まれているものから、塩素イオンとナトリウムイオン
の両方を除去する場合にはアニオン交換樹脂とカチオン
交換樹脂を別々に用いる必要がある」二に、通液によっ
て生じるｐ　Ｉ−（の酸性側あるいはアルカリ側への変
化によるポリペプタイドの損傷のため、中性塩をほぼ完
全に除去することは困難である。さらに、化粧品用ポリ
ペプタイドは各種アミノ酸のペプチド結合による平均分
子量が３００〜２０００の重合体の混合物なのであるが
、アスパラギン酸、グルタミン酸などの酸性アミノ酸を
含むポリペプタイドや、アルギニン、リジン、ヒスチジ
ン、ヒドロキシリジン、トリプトファンなどの塩基性ア
ミノ酸を含むポリペプタイド、その他のポリペプタイド
でもＮ末端に塩基性のアミノ基、Ｃ末端には酸性のカル
ボキシル基を含むため、イオン交換樹脂に吸着される傾
向を有するので、イオン交換樹脂の使用による脱塩には
必ずポリペプタイドの収率低下がつきまとう。

そのほか、イオン交換樹脂の再生にはイオン交換量以上
の酸あるいはアルカリが必要であり、また高酸性、高ア
ルカリ性の廃水を多量に生しる。ざらにはイオン交換樹
脂の腐敗や劣化、樹脂塔の監視要員の確保など問題点が
多い。

また、上記以外にも、たとえばシルクやケラチンから得
られるポリペプタイドのうち、比較的分子量が大きいも
のく分子量約１　、０００以」二のもの）は、ｐ　Ｈ２
〜６付近では水に完全に溶解せず一部不溶物を生成し、
イオン交換樹脂による脱塩では、通液中のｐ　Ｈ変動に
よって樹脂塔内で不溶物が生成して目詰りを生じるため
、樹脂塔を用いることができないという問題がある。

また、シルクなど一部の動物性蛋白質は、水には不溶で
あっても塩化リチウム、臭化リチウム、塩化カルシウム
などの水に高濃度で溶解し得る無機塩の高濃度（通常３
５重量％以」二）水／８液に溶解させることができるこ
とが知られており、これを溶解後、透析膜による透析を
行って無機塩を除いた上で加水分解を行う方法も知られ
ている（たとえば特公昭５９−３　＋、　５２０号公＠
）。しかしながら、この方法においても、大量の水が必
要であるという問題点がある−にに、加水分解あるいは
その後の精製工程において前記のような無機塩の増加が
ある。そこで、その無機塩を上記と同様に透析膜によっ
て除去することが考えられるが、透析膜による透析は、
加水分解前の無機塩の除去には適用できるものの、加水
分解後は加水分解された低分子のペブタイ１−も透析膜
を通過していくため、加水分解物の収Ｍ低下が極めて大
きくなり、加水分解後の脱塩には適用できない。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明者は化粧品用ポリペプタイドの製造にお
ける脱塩に、電気透析の応用を検討し、本発明を完成す
るにいたった。すなわち、コラーゲン、ケラチン、シル
ク（絹）などの動物性蛋白質を酸、アルカリまたは酵素
によって加水分解し、必要に応じて脱色、脱臭、濾過な
どの精製工程を経て得られるポリペブタイトの水溶液を
中和したのち、アニオン交換膜とカチオン交換膜を交互
に隔て、直流電源を負荷させることにより、イオンの移
動を加速し、ポリペブタイト中に混在する無機塩のイオ
ンを膜外に拡散逸出させ、ポリペプタイドの収率を損な
うことなく、またそのほかのイオン交換樹脂を用いる従
来法の欠点を排除した上で経済的に、しかも従来の方法
では不可能であったポリペブタイトに対する灰分含量を
１重量％以下までの、はぼ完全な脱塩を行い得ることを
見出したのである。

たとえば、従来のイオン交換樹脂による場合はポリペプ
タイＦに対する灰分含量は２〜３重量％程度にしか脱塩
できず、しかもその際のポリペプタイド収率は８０％程
度であったが、本発明によれば、脱塩はポリペプタイド
に対する灰分含量を１重量％以下にできる」二に、ポリ
ペプタイドの収率は９５％以」二にも達する。

」−述のようなポリペプタイドの収率向ににより、高い
ＢＯＤ値あるいは酸性、アルカリ性の廃水がなくなり、
脱塩された塩を含む中性塩水溶液と極液は希釈と濾過な
どの簡単な処理によって再使用も可能で、また廃棄も容
易である。ざらに電気透析にはポリペプタイドの水溶液
、中性塩水溶液、極液（極液も中性塩水ｆ４／＆より成
る）を電気透析装置のイオン交換膜間に循環させ、電圧
を負荷させることの継続によって行えるので、監視要員
が不要で、夜間の低料金の電力を珀いて経済的に実施す
ることができるなどの効果もある。

ところで、従来から、電気透析が応用され実用化されて
いる分野は、１Ｉｉｊ水の脱塩による淡水化、海水の濃
縮による食塩の製造、乳業における育児用粉乳の低塩化
およびチーズホエーの脱塩、製糖工業における廃糖蜜の
脱塩、ワインおよび果汁工業における酒石酸カリウムや
無機有機塩類の除去、酸度調節、ショウ油、アミノ酸調
味利の脱塩などに及ぶが、たとえば海水の淡水化や食塩
製造において電気透析が実用化されているのは、電気透
析を行う対象である海水がほとんど食塩などの無機塩の
みを含む水溶液であって、電気伝導性が良好でイオン交
換膜の劣化が少なく、効率も良いからである。そして、
そのほかの食品工業分野において電気透析が実用化され
ているのも、これらの分野においては、試料中に蛋白質
、各種無機有機塩類のほかに糖、脂肪などの有機物を含
むために電気伝導性が不良であったり、膜の劣化を生し
るなどの問題がないわけではないが、これらの分野にお
いては、完全な脱塩が必要でなく、しかも膜の劣化が比
較的少ない分野であるからである。

化粧品用ポリペプタイドの製造工程に電気透析を応用す
ることには前例がない」二、ポリペプタイド類の製造に
応用する場合には主に原料に由来する着色成分やカルシ
ウムなどの灰分が膜の劣化の原因となる。そのため、本
発明の実施にあたっては、電気透析を行う前にこれらを
充分に除去しておかなくてはならない。これら着色成分
やカルシウムなどの除去に際しては、過酸化水素などの
酸化剤やハイドロサルファイドナトリウムなどの還元剤
の添加、活性炭、脱色樹脂の使用などによって脱色を行
い、また、カルシウムなどの灰分の除去にはキレ−１・
樹脂の使用やシュウ酸などを添加しカルシウムを！ｉ溶
性の塩として沈降させて除去する方法などを採用するの
が好ましい。また、平均分子量の大きいポリペプタイド
の水溶液については液の粘度が大きくなるために電気伝
導性の低下や膜の劣化を生しるので、そのような場合は
希釈しなければならないが、その後の濃縮については、
濃縮中の加熱による着色や着臭などの品質低下を押さえ
るために低温でかつ短時間で濃縮が行える減圧濃縮が好
ましい。

上記のように着色成分やカルシウムなどの灰分の除去、
あるいは液粘度調節のだめの適宜な希釈を行いさえずれ
ば、電気透析には特別な設備を要さず、通常の設備、方
法によって行い得る。たとえば極液には硫酸すｌ・リウ
ム水熔液など′の中性塩水溶液が用いられ、透析膜には
低分子量のアニオンのみが通過しうるアニオン交換膜と
、低分子量のカチオンのみが通過しうるカチオン交換膜
が用いられ、それに直流電源を負荷することによって実
施される。

また、平均分子量３００〜２，０００のポリペプタイド
を得るための原料の選択、加水分解は従来から公知の方
法によって行うことができる。

たとえば、原料のコラーゲンには獣皮、肘、骨などが用
いられ、またコラーゲン抽出物であるゼラチンも好用さ
れる。ケラチンとしては、獣毛、毛髪、羽毛、爪、角、
蹄などが用いられ、特に羊毛、毛髪、羽毛が好用される
。また、原料のシルクとしては、カイコ（蚕）のマユ（
繭）　、ＮＮｍ維、絹糸、絹布などが用いられる。

酸による加水分解は、塩酸、硫酸、リン酸、硝酸、臭化
水素酸などの無機酸、酢酸、Ｆ酸などの有機酸を−・般
に５〜８５重量％の濃度で用い、ｐｌ（４以下の領域で
温度４０〜１００℃、２〜２４時間の反応時間で行われ
る。アルカリによる加水分解は水酸化ナトリウム、水酸
化カリウム、水酸化リチウム、水酸化バリウム、炭酸ナ
トリウム、炭酸カリうム、炭酸リチウムなどの無機アル
カリを一般に１〜２０重量％の濃度で用い、室温〜１０
０℃の温度で３０分〜２４時間の反応時間で行われる。

また、酵素による加水分解は、ペプシン、プロクターゼ
Ａ、プロクターゼＢなどの酸性蛋白質分解酵素、パパイ
ン、プロメライン、サーモライシン、トリゾシン、プロ
ナーゼ、キモトリプシンなどの中性蛋白質分解酵素、ス
ブチリシン、スタフィロコカスプロターゼなどの菌産性
の中性蛋白質分解酵素を用い、酸性蛋白質分解酵素の場
合にはｐＨ１〜４の範囲、中性蛋白質分解酵素の場合に
はＩ）Ｉ（４〜１０の範囲にｐＨを調整して、３０〜４
５℃の温度で３〜２４時間の反応時間で行われる。

加水分解によって得られるポリペプタイドの平均分子量
を３００〜２，０００としているのは、この範囲のもの
が毛髪に対する吸着性が良好で、かつ水に溶けやすくて
取扱いが容易であるからである。

また、必要に応して行われる脱色、脱灰、脱臭などは、
過酸化水素などによる酸化、ハイドロサルファイドナト
リウムなどによる還元、活性炭、脱色樹脂などの使用に
より脱色が行われ、キレート樹脂の使用、シュウ酸など
を添加しカルシウムなどを難溶性の塩として沈降させて
除去する方法などにより脱灰が行われ、ｐＨ８〜１２の
アルカリ性条件下における低温減圧濃縮によって脱臭が
行われる。その際、それぞれの方法において最も有効で
あるｐＨ領域に試料のｐ　Ｈを調整する目的で酸または
アルカリが添加される。

上記のようにして製造されたポリペプタイドは、たとえ
ばシャンプー、ヘアーリンス、パーマネントウェーブ用
剤、ヘアートリートメント、ヘアーコンディショナー、
ヘアーセットローション、ヘアーブロー、ヘアーカラー
、ヘアーリキッド、ヘアークリームなどの頭髪用化粧品
、各種クリーム、ローション、パックなどの皮膚用化粧
品などに使用される。

〔実施例〕

つぎに実施例をあげて本発明をさらに詳細に説明する。

以下において濃度を表示する％は重量％によるものであ
る。

実施例１ ６％水酸化ナトリウム水溶液１４００　ｇを加温しなが
ら、その中にコラーゲン抽出物であるゼラチン１０００
ｇを溶解し、８０℃で攪拌しながら１時間加水分解を行
ったのち、反応液を４０°Ｃまで冷却し、３５％過酸化
水素水４０ｇを添加して１時間攪拌したのち、１２時間
静置して脱色を行った。これを減圧濾過して不溶物を除
去したのち、水を加えて４　ｋｇに希釈してから、ロー
タリーエバポレータにより１／２容になるまで減圧濃縮
して脱臭（アンモニア、有機低分子アミンの除去）を行
った。これを再度濾過したのち、濾液に濃塩酸を加えて
ｐＨ６，０としたのち、水を加えて４ｋｇに希釈し、ポ
リペプタイドを２５％含み、食塩などの灰分を４．２１
％含む中性の水／ｇ液とした。この試料について下記に
示す電気透析設備を用いて電気透析を行った。

型　式：ＤＯ−Ｃｂ型（量大エンジニアリング（株）製
） 膜名称：セレミオンＣＭＶおよびＡＭＶ　（旭硝子（株
）製、商品名） 膜寸法：　１８ｃｍ　ｘ　１２ｃｍ 糺込膜数：ＩＯ対 電圧＝３０■ 陽極液および陰極液には、硫酸ナトリウム水溶液（無水
硫酸ナトリウムとして約５％）３ｐを用い、両液を同じ
タンクを用いることによって中和しながら循環を行った
。被濃縮側の液には、初期濃度３％の食塩水５βを用い
た。極液、被濃縮側の液および被希釈側の試料液をまと
めて記載するとつぎのとおりである。また、電気透析を
実施したとぎの結果は第１表に示すとおりである。

極　　液：初期濃度５％の硫酸すトリウム水／８液（３
β） 被濃縮側；初期濃度３％の塩化すトリウム（食塩）水溶
液（５ｐ） 被希釈側；前記の初期濃度２５％のコラーゲンポリペプ
タイド水溶液（灰分４．２１％）４．０ｇ 定電圧３０Ｖで運転して電気透析を行ったところ、第１
表に示すように、５時間後に試料中の灰分が０．０９％
となり、金子ノ素の損失もほとんどなく、ポリペプタイ
ドに対する灰分含量を０．３６％まで脱塩することがで
きた。なお、このようにして得られたコラーゲンポリペ
プタイドの分子量をゲル濾過により測定したところ平均
分子量５００であった。また、電気透析後の金子ノ素量
を測定し、電気透析前に対するコラーゲンポリペプタイ
ドの収率を求めたところ９６．１％であった。

比較例工 実施例１と同様にゼラチンを水酸化すトリウムで加水分
解し、過酸化水素水で脱色後、減圧濾過して得た濾液を
試ｉ４とし、それについて、イオン交換樹脂を用い、以
下に示すようにして脱塩を行った。

Ｈ”型に再生済みの強アニオン性カチオン交換樹脂アン
バーライ１−ＩＲ−１２０（オルガノ　（株）製、商品
名）を直径３ｃｍの樹脂塔にそれぞれ１，００Ｑｍ６．
１，２００ｍｎ、１，４００ｍ７！充填し、それぞれに
対し、低利の全量を通液速度８００　ｍ　７！／ｌ＋で
通液した。それぞれの樹脂塔の通液によって得られたｐ
　Ｈが異なる試料（脱塩の程度が異なることによってｐ
Ｈが異なる）を塩酸または水酸化すトリウムでｐｌ（７
に中和したのち、エバポレータにより減圧濃縮を行い、
濃度２５％のコラーゲンポリペプタイド水溶液とした。

得られたそれぞれの水溶液について灰分と金子）含量を
測定し、それらの値よりポリペプタイドに対する灰分含
量と樹脂塔通液前に対するコラーゲンボリペプタイ）・
の収率を求めた。その結果を第２表に示す。

第２表に示すように、イオン交換樹脂により、脱塩でき
るのはポリペプタイドに対する灰分含量が２．４％まで
であり、また脱塩後の全チン素早の測定によって求めた
脱塩前に対するコラーゲンボリペブクイドの収率を求め
たところ８０．１％であった。

実施例２ 三ツロフラスコ中で３５％塩酸８００ｇに羊毛１，００
０ｇを適宜加えながら８０°Ｃまで加熱し、羊毛が溶解
するまで加水分解を行った。冷却後、反応物を３０％水
酸化すトリウム水溶液を加えて中和し、ｐ　Ｈ６とした
のち、これに活性炭５００ｇを加えてよく攪拌して脱色
と脱臭を行い、減圧濾過により活性炭を除去した。

これにより、ケラチンポリペプタイドの２５％水溶液３
．４００ｇを得た。この液中の食塩を主とする灰分は１
４．２１％であった。

」二記ケラチンポリペブタイト−の２５％水溶液につい
て実施例１と同じ設備を用いて、以下の条件で電気透析
を実施したときの結果を第３表に示す。

極　　液；初期濃度５％の硫酸すトリウム水溶液（３ｐ
） 被濃縮側；初期濃度３％の塩化すトリウム水溶液（６７
り 濃縮ｆｉ１１　　：前記の初期濃度２５％のケラヂンボ
リペブタイト水／８液（灰分１４．２１％）３．４ｇ 経過時間が１２０分に達するまで定電圧２０Ｖで、以後
定電圧３０Ｖで運転し、電気透析を行ったとき、６時間
後に試料液の灰分が０．１１％となり、全チノ素の損失
もほとんどなく、ポリペプタイドに対する灰分含量０６
４４％まで脱塩することができた。

なお、このようにして得られたケラチンポリペプタイド
の分子量をゲル濾過により測定したところ平均分子量８
００であった。また、実施例１と同様に電気透析後の全
チッ素早を測定し、電気透析前に対するケラチンポリペ
プタイドの収率を求めたところ９５．３％であった。

なお、比較のため、前記のように羊毛を塩酸で加水分解
して得た反応液について、弱塩基性アニオン交換樹脂に
よる脱塩酸を試みたところ、通液中に不溶物が生成し７
、それによる目詰りのため、通液が不可能となって、脱
塩酸ができなかった。

実施例３ ４０％塩化リチウム水ｉ／ｆ！、２．０　ｋｇを７０℃
に加温しながら、紡績前の絹繊維４００ｇを適宜加えつ
つ攪拌しながら溶解した。この溶解液をイオン交換水で
５．０ｋｇに希釈し、不溶物を晒綿布で濾別したのち、
攪拌しながら４０℃に加温した。これに２０％水酸化ナ
トリウム水溶液を加えてｐ　Ｈ８としたのち、枯草菌の
産生ずる蛋白質分解酵素であるスブチリシン（市販品）
２００■を加えて３時間加水分解を行った。この間２０
％水酸化す１−リウム水溶液を適宜加えてスブチリシン
の至ＪｐＨであるｐ　ｌ−１８を維持した。分解後、３
５％塩酸を用いてｐ　’Ｉ（７に中和したのち、酵素の
失活のために７０℃に加温したのち冷却した。これを減
圧濾過して不溶物を除去し、シルク（絹）ポリペプタイ
ドの７％水溶液５ｋｇを得た。この液中の塩化リチウム
を主とする灰分は１６．２４％であった。このシルクポ
リペプタイドの７％水／ｇ液について実施例１と同じ設
備を用いて、以下の条件で電気透析を実施したときの結
果を第４表に示す。

極　　／＆：初期濃度５％の硫酸ナトリウム水溶液被濃
縮側：初期濃度３％の塩化ナトリウム水溶液（６１り 濃縮側　：前記の初期濃度７％のシルクポリペプタイド
水溶液（灰分１６．２４％）５゜Ｑ　ｋｇ経過時間１８
０分まで定電圧２０Ｖで、以後定電圧３０Ｖで運転し、
電気透析を行ったところ、６時間後に試料液中の灰分が
０，０１％となり、全チッ素の損失もほとんどなく、ポ
リペプタイドに対する灰分含量を０．１４％まで脱塩す
ることができた。なお、このようにして得られたシルク
（絹）ポリペプタイドの分子量をゲル濾過により測定し
たところ平均分子量１　、６００であった。これをさら
にエバポレータにより減圧濃縮を行い、２０％のシルク
ポリペプタイド水溶液を得た。また実施例１と同様に電
気透析後の全チッ素早を測定し、電気透析前に対するシ
ルクポリペプタイドの収率を求めたところ９７．６％で
あった。

なお、比較のため、前記と同様に酵素加水分解、酵素の
失活、減圧濾過を経て得られた水溶液について、イオン
交換樹脂による脱塩を試みたところ、上記の水溶液が中
性であるため、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の
両方を用いなければならず、また、その上にカチオン交
換樹脂による通液の際のｐＨ降下により、不溶物が生成
して目詰りを起こすため、イオン交換樹脂による脱塩は
できなかった。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ポリペプタイド
にり］する天分含量を１重量％以下にでき、しかもその
ような灰分含量の少ない化粧品用ポリペプタイドを収率
よく得ることができる。また、イオン交換樹脂などを用
いる従来法では不可能であった分子量が比較的大きなポ
リベプタイ［の脱塩もできるようになった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）コラーゲン、ケラチン、シルクなどの動物性蛋白
   質を酸、アルカリまたは酵素によって加水分解し、えら
   れた平均分子量３００〜２，０００のポリペプタイドを
   電気透析によって脱塩精製し、ポリペプタイドに対する
   灰分含量を１重量％以下にすることを特徴とする化粧品
   用ポリペプタイドの製造方法。