KR20000010545A

KR20000010545A - 개선된 용해성을 갖는 효소 과립

Info

Publication number: KR20000010545A
Application number: KR1019980708383A
Authority: KR
Inventors: 카트리엔 파츠; 빌프리트 레제; 베르너 피힐러; 호어스트 우파덱
Original assignee: 한스 크리스토프 빌크, 미하엘 베르크만; 헨켈 코만디트게젤샤프트 아우프 악티엔
Priority date: 1996-04-20
Filing date: 1997-04-12
Publication date: 2000-02-15
Also published as: CZ337698A3; ATE195000T1; PT898613E; DK0898613T3; DE59702084D1; DE19615776A1; US6380140B1; CZ288726B6; CN1216573A; EP0898613A1; CN1119405C; WO1997040128A1; BR9708784A; ES2149591T3; CA2252657A1; JP2000508703A; JP4283341B2; AU2696197A; EP0898613B1

Abstract

본 발명은 효소 및 무기 및/또는 유기 물질 및 과립화 보조제를 함유하며, 분해 속도가 증가되고 통상적인 세탁기에서의 용해성이 개선된, 세제 또는 세척제에 사용하기 적합한 효소 과립에 관한 것이다. 이는 포스페이트화 전분이 과립화 보조제로서 사용됨으로서 달성된다.

Description

개선된 용해성을 갖는 효소 과립

본 발명은 효소 과립, 이의 제조 방법 및 고형, 보다 구체적으로 입자성 세제에 있어서의 상기 과립의 용도에 관한 것이다.

효소, 구체적으로 프로테아제는 세제, 세탁 보조제 및 세척제에 널리 사용되고 있다. 일반적으로, 상기 효소는 농축된 형태가 아닌, 희석제 및 담체 물질과의 혼합물 형태로 사용된다. 상기와 같은 효소 제제가 일반 세제와 혼합될 경우, 보관시, 특히 표백-활성 화합물이 존재할 경우, 효소 활성의 상당한 감소가 일어날 수 있다. 독일 특허 제 DE-OS 1617190 호에 따른 과립화 또는 독일 특허 제 DE-OS 1617188 호에 따른 비이온성 계면활성제와의 결합 또는 독일 특허 제 DE-OS 1767568 호에 따른 셀룰로스 에테르 수용액을 수반하는 담체염에 효소의 적용은 상기와 같은 혼합물중의 민감성 효소가 통상적으로 담체 표면에 존재하기 때문에 보관시 상당한 개선을 나타낸다. 예컨대 독일 특허 제 DE-PS 1617232 호, 제 DE-OS 2032768 호 및 제 DE-ASS 2137042 호 및 2137043 호에 기재된 바와 같이, 효소를 담체 물질로 캡슐화시키거나 또는 담체 물질중에 포매시키고 이어서 사출 성형, 압축 및 마루머라이징 (marumerizing) 을 통해 목적하는 입자로 전환시킴으로서 보관중인 효소의 안정성을 현저히 증가시킬 수 있으나, 상기 형태의 효소 제제는 용해성이 만족스럽지 못하다. 용해되지 않은 입자는 세탁물에 갇혀 이를 얼룩지게 하거나 또는 사용되지 않은채 하수로 배출될 수도 있다. 고체산 또는 산성염 및 탄산염 또는 중탄산염의 혼합물로 이루어지고 물의 첨가시 분해되는, 독일 특허 제 DE-OS 1803099 호에 기재된 캡슐화제는 효소 제제의 용해성을 개선시키지만, 수분에 극도로 민감함에 따라, 별도의 보호 조처가 요구된다.

상기 언급된 제제의 또다른 단점은 효소가 건성 분말 형태로만 가공될 수 있다는 점이다. 효소 제제의 제조시 통상적으로 형성되는 발효 브로쓰는 상기 형태로 사용될 수 없으며, 대신 사전에 물로부터 유리되어야 한다. 효소 제제의 제조시 당, 전분 및 셀룰로스 에테르와 같은 용해가 용이한 담체 물질만이 결합제로서 사용되는 경우에도 가공에 대한 예비조건은 역시 마찬가지이다.

유럽 특허 제 168526 호는 수중 팽창성 전분, 제올라이트 및 수용성 과립화 보조제를 함유하는 효소 과립을 기재하고 있다. 상기 문헌은 불용성 성분들로부터 유리된 발효 용액을 농축시키고, 상기 언급된 첨가제를 혼입하고 생성된 혼합물을 과립화시키는 것으로 주로 이루어진, 상기 제형의 제조 방법을 개시하고 있다. 제안된 첨가제 혼합물을 이용하는 방법은 비교적 높은 건성 물질 함량, 예컨데 55 중량 % 로 농축된 발효 용액으로 수행하는 것이 유리하다. 또한, 상기와 같이 제조된 과립은 용해성이 높고 세탁 조건하에 빠르게 분해되므로, 보관시에도 어느 정도 과립이 비교적 빠르게 분해되고 효소가 불활성화된다.

유럽 특허 제 0564476 호는 효소 2 중량 % 내지 20 중량 %, 팽창성 전분 10 중량 % 내지 50 중량 %, 과립화 보조제로서의 수용성 유기 중합체 5 중량 % 내지 50 중량 %, 곡물 가루 10 중량 % 내지 35 중량 % 및 물 3 중량 % 내지 12 중량 % 를 함유하는 과립성 세제에 사용되는 효소 과립을 기재하고 있다. 상기와 같은 첨가제는 현저한 활성의 감소 없이 효소가 가공될 수 있게 한다. 과립내 효소의 보관 안정성 또한 만족할 만하다. 또한 나트륨 카르복시메틸 셀룰로스가 냉 세탁수내에서의 과립의 분해 및 분산 속도를 감소시키는 반면 비교적 고분자량의 폴리에틸렌 글리콜의 첨가는 용해 속도를 증가시킴으로서 상기 효과를 변화시킬 수 있음이 상기 문헌으로부터 공지되어 있다. 그러나, 상기 문헌에 기재되어 있는 효소 과립은, 세제에 사용될 경우, 세탁기 세탁의 초기 단계에서도 효소성분으로 제거가능한 얼룩을 제거하기에 충분한 양으로 세탁수내에 존재하도록 높은 분해 속도를 항상 갖는 것은 아니다. 0.5 내지 1 의 치환도를 갖는 알칼리 금속 카르복시메틸 셀룰로스 및 일정량의 폴리에틸렌 글리콜 및/또는 알킬 또는 알케닐 폴리에톡실레이트를 함유하는 특별 과립화 보조계의 사용이 독일 특허 제 4310506 호에 용해성 개선을 위한 출발점으로서 제안되었다. 상기 과립화 보조계를 이용하여 제조된 효소 과립은 세제 투입구가 최적의 형태로 최적의 위치에 자리하지 못한 가정용 세탁기의 투입 작용상의 문제에 대해 전적으로 만족할 만한 해결책을 제시하지는 못한다.

본 발명에 의해 제기된 문제는 과립화 보조제를 통한 상기 문제의 해결을 시도하고 더욱이 분말성, 보다 구체적으로 공지된 제품의 용해성 및 투입 작용을 개선하고, 효소 및 이를 함유하는 과립의 보관시 안정성을 높이고, 효소의 가공 도중 활성의 소실을 감소시키겨는 시도를 발전시켰다. 본 발명에 따라, 상기 문제는 특별 과립화 보조계에 의해 대부분 해결된다.

본 발명은 과립화 보조제로서 포스페이트화된, 선택적으로는 부분적으로 가수분해된 전분을 함유하는 것을 특징으로 하는, 효소 및 무기 및/또는 유기 담체 물질 및 과립화 보조제를 함유하는, 세제, 특히 입자성 세제에 도입시키기 적합한 효소 과립에 관한 것이다. 본 발명과 관련해, 포스페이트화 전분이란 전분 무수글루코스 유니트의 히드록실기가 -O-P(O)(OH)₂기 또는 그의 수용성 염, 보다 구체적으로 알칼리 금속염, 예컨데 나트륨 및/또는 칼륨염으로 대체된 전분 유도체를 의미한다.

본 발명과 관련해, 전분의 평균 포스페이션도란 모든 당류 유니트를 통틀어 평균내어진, 전분의 당류 단량체당 하나의 포스페이트기를 갖고 있는 에스테르화 산소 원자의 수를 의미한다. 바람직하게 사용되는 포스페이트화 전분의 평균 포스페이션도는 1.5 내지 2.5 범위이내인데, 이는 상기 전분이 사용되는 경우엔, 카르복시메틸 셀룰로스가 사용되는 경우보다 훨씬 적은 량이 특정 과립 강도를 달성하는데 요구되기 때문이다. 본 발명에 있어서, 부분적으로 가수분해된 전분이란 통상적인 방법, 예컨대 산- 또는 효소-촉매 방법을 이용한 전분의 부분적 가수분해를 통해 수득될 수 있는 탄수화물 중합체 또는 소중합체를 의미한다. 이들은 바람직하게는 평균 분자량 440 내지 500,000 의 가수분해물이다. 포도당 당량 (dextrose equivalent: DE) 0.5 내지 40 및, 보다 구체적으로, 2 내지 30 범위인 다당류가 바람직하다. 포도당 당량 (DE) 은 DE 가 100 인 포도당과 비교해 다당류의 환원력을 측정하는 표준 측정단위이다. 말토덱스트린 (DE 3-20) 및 건성 글루코스 시럽 (DE 20-37) 및 비교적 높은 평균 분자량 약 2,000 내지 30,000 의 일명 황색 덱스트린 및 백색 덱스트린 또한 포스페이션 후 적합하다.

바람직한 한 구현예에서, 효소 과립은, 건성 물질을 기준으로, 0.01 중량 % 내지 25 중량 %, 보다 구체적으로, 4 중량 % 내지 20 중량 % 의 효소, 보다 구체적으로 프로테아제, 리파아제, 아밀라제 및/또는 셀룰라제, 50 중량 % 내지 90 중량 % 의 무기 및/또는 유기 담체 물질 및 1 중량 % 내지 50 중량 % 의 포스페이트화 전분-함유 과립화 보조계를 함유하며, 전체 100 중량 % 가 되도록 나머지는 물로 이루어진다.

본 발명에 따른 효소 과립은 바람직하게는 - 최종 과립을 기준으로 - 0.1 중량 % 내지 20 중량 % 및, 보다 구체적으로, 0.5 중량 % 내지 15 중량 % 의 포스페이트화 전분 및 0.1 중량 % 내지 15 중량 %, 보다 구체적으로, 0.5 중량 % 내지 10 중량 % 의 평균 분자량 200 내지 6,000 의 폴리에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜 및/또는 화학식 I 에 해당하는 폴리에톡실레이트를 함유하는 혼합물을 과립화 보조계로서 함유한다:

R-(OCH₂CH₂)_n-OH

(식중, R 은 3 개 이하의 C-C 이중결합 및 8 내지 22 개, 보다 구체적으로, 12 내지 18 개의 탄소 원자를 함유하는 직쇄 또는 측쇄 알킬 또는 알케닐기이고 평균 에톡실화도 n 은 10 내지 80 및, 보다 구체적으로, 30 내지 45 의 수이다).

또한, 본 발명은 미세여과를 통해 불용성 성분들이 선택적으로 유리된 농축 발효 브로쓰일 수 있는 수성 효소-함유액을 첨가제로서의 담체 물질 및 과립화 보조제와 혼합함으로서 제조된 효소 "화합물" 을 사출 성형하고, 사출 성형물을 선택적으로 스페로나이저 (spheronizer) 에서 스페로나이징하고, 선택적으로 건조시키고 선택적으로 염료- 또는 안료-함유 코팅제를 도포함으로서 입자 크기 0.3 mm 내지 3 mm 의 효소 과립을 제조하는 방법으로서, 수성 효소-함유액이 포스페이트화 전분 또는 포스페이트화 전분 및 폴리에틸렌 글리콜 및/또는 화학식 I 에 해당하는 폴리에톡실레이트의 과립화 보조계를 과립화 보조제로서 함유하는 첨가제와 혼합되는 것을 특징으로 하는 방법에 관한 것이다.

적합한 효소로는, 특히, 박테리아 또는 진균류와 같은 미생물로부터 수득된 프로테아제, 리파아제, 아밀라제 및/또는 셀룰라제가 있으며, 이 중 박실러스 종에 의해 제조된 프로테아제 및 이의 아밀라제와의 혼합물이 바람직하다. 이들은, 예컨대, 독일 특허 제 DE-OSS 1940488 호, 2044161 호, 2201803 호 및 2121397 호, 미국 특허 제 US-PSS 3,632,957 호 및 4,264,738 호 및 유럽 특허 출원 제 006638 호에 기재된 적합한 미생물로부터의 발효 방법에 의한 공지된 방법으로 수득될 수 있다. 본 발명에 따른 방법은 세제에 보관-안정적 혼입이 통상적으로 문제가 되는, 매우 높은 활성의 일명 4 세대 프로테아제, 예컨대, Durazym^R및 국제 특허 출원 제 95/23221 호, 제 95/27049 호, 제 95/30010 호, 제 95/30011 호, 제 95/30743 호 또는 제 95/34627 호로부터 공지된 효소를 조제할 때 특히 유용하게 사용될 수 있다. 본 발명에 따르면, 발효 과정에서 축적되는 세포외 효소 브로쓰는 미세여과를 통한 불용성 성분의 분리에 이은 한외여과를 통한 농축 및, 선택적으로, 뒤이은 진공 증발을 통한 농축 후 보관가능한, 실질적으로 무향의 과립 형태로 직접 전환될 수 있다. 추가적인 건조 과정에서 일어나는 불필요한 효소 분진의 형성 및 활성의 소실을 피할 수 있다.

효소는 본 발명에 따른 과립내에 0.01 중량 % 내지 20 중량 % 의 양으로 존재하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 효소 과립이 프로테아제-함유 제형을 기재로 할 경우, 프로테아제 활성은 효소 과립 1 그람당 바람직하게 60,000 프로테아제 유니트 [PU, (Tenside 7(1970), 125) 에 기재된 방법에 의해 측정됨] 내지 350,000 PU, 보다 바람직하게는, 140,000 PU 내지 280,000 PU 이다.

원칙적으로, 적합한 담체 물질은 과립화될 효소를 단지 미미할 정도로만 파괴 또는 불활성화시키고 과립화 조건하에 안정한 임의의 유기 또는 무기 분말이다. 상기와 같은 분말-형태 물질로는, 예컨대, 전분, 곡물 가루, 셀룰로스 분말, 알칼리 금속 알루모실리케이트, 보다 구체적으로 제올라이트, 레이어 실리케이트, 예컨데 벤토나이트 또는 스멕타이트, 및 수용성 무기 또는 유기염, 예컨대 알칼리 금속 클로라이드, 알칼리 금속 술페이트, 알칼리 금속 카보네이트 또는 알칼리 금속 아세테이트가 있으며, 바람직한 알칼리 금속으로는 나트륨 또는 칼륨이 있다. 수-팽창성 전분, 셀룰로스 분말 및 선택적으로 알칼리 금속 카르보네이트의 담체 혼합물이 바람직하게 사용된다.

수중 팽창성 전분은 바람직하게 옥수수 전분, 쌀 전분, 감자 전분 또는 그의 혼합물이며, 옥수수 전분이 특히 바람직하다. 팽창성 전분은 본 발명에 따른 효소 과립내에, 바람직하게, 20 중량 % 내지 70 중량 % 및, 보다 바람직하게, 25 중량 % 내지 60 중량 % 의 양으로 존재하며, 팽창성 전분 및 가루양의 총 합은 바람직하게 80 중량 % 이하 및, 보다 구체적으로, 32 중량 % 내지 70 중량 % 이다.

효소 과립의 냄새를 줄이는데 기여할 수 있는, 본 발명에 따라 사용하기 적합한 곡물 가루는 구체적으로 밀, 보리, 호밀 또는 귀리 또는 상기 가루의 혼합물로부터 수득가능한 제품이며, 미가공 곡물 가루가 바람직하다. 본 발명과 관련해, 미가공 곡물 가루란 완전히 빻이지 않고, 미가공의 껍질이 벗겨진 곡물로부터 생산되거나 또는 최소한 상기 생산물로 주로 이루어지고, 나머지는 완전히 빻여진 가루 또는 전분으로 이루어진 가루를 의미한다. 시판되는 밀가루, 예컨대 타입 450 또는 타입 550 이 바람직하게 사용된다. 또한, 가루가 미가공 곡물로부터 생산된다는 전제하에 상기 언급된 팽창성 전분으로 되어지는 곡물의 가루를 사용하는 것도 가능하다. 곡물 가루는 본 발명에 따른 효소 과립내에, 바람직하게, 10 중량 % 내지 35 중량 % 및, 보다 바람직하게, 15 중량 % 내지 25 중량 % 의 양으로 존재할 수 있다. 그러나, 포스페이트화 전분이 곡물 가루보다 효소 제제의 냄새를 줄이는데 더욱 효과적임이 놀랍게도 발견되었으므로, 첨가제 혼합물의 곡물 가루 성분이 모두 생략될 수도 있다. 필요할 경우, 효소의 보관 안정성 및 제조 과정시 이들의 과립화 특성은 곡물 가루의 비단백질-함유 성분의 추출을 통해 수득될 수 있는 곡물 가루 단백질, 예컨대 글루텐을 사용함으로서 개선될 수 있다.

본 발명에 따른 효소 과립은 포스페이트화 전분 및, 선택적으로, 폴리에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜 및/또는 폴리에톡실레이트를 함유하는 과립화 보조계 또는 과립화 보조제를 바람직하게 1 중량 % 내지 50 중량 % 및, 보다 바람직하게, 3 중량 % 내지 25 중량 % 함유한다. 상기 과립화 보조계는 바람직하게 - 최종 효소 과립을 기준으로 - 1 중량 % 내지 15 중량 % 및, 보다 구체적으로, 3 중량 % 내지 10 중량 % 의 포스페이트화 전분 및 5 중량 % 이하, 보다 구체적으로, 0.5 중량 % 내지 3 중량 % 의 폴리에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜 및/또는 화학식 I 에 해당하는 폴리에톡실레이트를 함유한다. 알칼리 금속 카르복시메틸 셀룰로스, 보다 구체적으로 3 이하의 치환도를 갖는 카르복시메틸 셀룰로스는 바람직하게 본 발명에 따른 과립화 보조계에 존재하지 않는다.

과립화 보조계의 선택적인 추가 성분으로는 기타 셀룰로스 또는 전분 에테르, 예컨대 카르복시메틸 전분, 메틸 셀룰로스, 히드록시에틸 셀룰로스, 히드록시프로필 셀룰로스 및 해당 셀룰로스 혼합 에테르, 젤라틴, 카세인, 상기-언급된 곡물 가루 단백질, 트라가칸트, 말토덱스트로스, 수크로스, 전환당, 글루코스 시럽 또는 천연 또는 합성 기원의 기타 수용성 또는 수-분산성 소중합체 또는 중합체가 있다. 적합한 합성 수용성 중합체로는 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 아크릴산과 말레산과의 공중합체 또는 비닐기, 폴리비닐 알코올, 부분 가수분해된 폴리비닐 아세테이트 및 폴리비닐 피롤리돈을 함유하는 화합물이 있다. 상기 언급된 화합물이 유리 카르복실기를 함유하는 화합물일 경우, 이들은 통상적으로 그들의 알칼리 금속염, 보다 구체적으로 그들의 나트륨염의 형태로 존재한다. 상기와 같은 추가적인 과립화 보조제는 본 발명에 따른 효소 과립내에 15 중량 % 이하의 양 및, 보다 구체적으로, 0.5 중량 % 내지 10 중량 % 의 양으로 존재할 수 있다.

본 발명에 따른 효소 과립 또는 본 발명에 따른 방법을 통해 제조된 효소 과립의 바람직한 구현예에서, 담체 물질은 - 최종 효소 과립을 기준으로 - 10 중량 % 내지 70 중량 % 의 수-팽창성 전분, 3 중량 % 내지 10 중량 % 의 수크로스, 70 중량 % 이하 및, 보다 구체적으로, 10 중량 % 내지 70 중량 % 의 곡물 가루 및 10 중량 % 이하의 셀룰로스 분말을 함유한다.

본 발명에 따른 효소 과립은 바람직하게 미세여과를 통해 불용성 성분들로부터 유리될 수 있는 발효 브로쓰로부터 제조된다. 미세여과 과정은 바람직하게, 예컨대 유럽 특허 제 200032 호에 기재된 바와 같이, 0.1 μm 이상의 미세기공, 2 m/s 이상의 농축 용액 유속 및 투과면을 기준으로 5 bar 미만의 압력차를 갖는 다공성 튜브를 이용한 크로스플로우 (crossflow) 미세여과로서 수행된다. 이어서, 미세여과 투과물은 바람직하게는 한외여과에 이은 임의의 진공 증발을 통해 농축된다. 유럽 특허 제 0564576 호에 기재된 바와 같이, 농축 과정은 바람직하게는 5 중량 % 내지 50 중량 % 및, 보다 바람직하게는, 10 중량 % 내지 40 중량 % 의 비교적 낮은 건성 물질 함량이 수득되는 방향으로 수행될 수 있다. 농축물은 사전에 제조되는 것이 바람직한 상기 기재된 첨가제의 건성 분말-형태 내지 과립성 혼합물에 첨가된다. 혼합물의 수분 함량은 교반 및 비팅 기구로 처리함으로서 실온에서 끈적이지 않는 과립성 입자로 전환될 수 있고, 비교적 높은 압력을 가함으로서 성형적으로 변형되고 사출 성형되어질 수 있도록 선택되어야 한다. 바람직한 구현예에서, 10 중량부 내지 50 중량부의 농축 발효 브로쓰가 70 중량부 내지 90 중량부의 담체 물질 및 0.5 중량부 내지 10 중량부의 과립화 보조제 또는 과립화 보조계와 혼합된다.

이어서, 자유-유동성 화합물은 기본적으로 공지된 방식으로 반죽기 및 이와 연결된 사출 성형기내에서 가공되어 기계적 처리의 결과로 40℃ 내지 60℃ 및, 보다 구체적으로, 45℃ 내지 55℃ 의 온도를 띨 수 있는 성형물을 형성한다. 사출 성형기를 통과한 물질은 다중-구멍 사출 성형 거푸집을 통과한 후 절단기에 의해 정해진 크기의 원통형 입자로 크기가 감소한다. 다중-구멍 사출 성형 거푸집의 구멍의 직경은 0.3 mm 내지 3 mm 및 바람직하게 0.5 mm 내지 1.5 mm 이다. 상기 형태로 존재하는 입자는 이후 건조되어 목적하는 용도로 사용할 수 있게 된다. 그러나, 사출 성형기 및 절단기를 통과한 원통형 입자를 스페로나이징, 즉 적합한 단위로 입자를 잘라내고 디플래시 (deflash) 시킴이 유리하다는 것이 입증되었다. 상기와 같은 스페로나이징 방법이, 예컨대, 독일 특허 제 DE-ASS 2137042 호 및 2137043 호에 기재되어 있다. 고정된 측면 벽이 있고 바닥에 회전가능하도록 세워진 마찰판이 있는 원통형 용기로 이루어진 장치가 상기 목적으로 사용된다. 상기 형태의 기계는 Marumerizer^R라는 제품명으로 시판되고 있다.

스페로나이징 단계 후, 아직 축축한 구슬은 바람직하게 35℃ 내지 60℃ 및, 보다 구체적으로, 45℃ 의 제품 최고 온도에서 잔여 수분 함량이 4 중량 % 내지 10 중량 % 및 바람직하게는 5 중량 % 내지 8 중량 % 가 되도록 유동층 건조기를 이용해 연속적으로 또는 묶음 식으로 건조된다. 입자를 캡슐화시키고 코팅하기 위한 물질은 건조 단계 후 또는 바람직하게는 건조 단계 도중에 추가로 혼입될 수 있다. 적합한 캡슐화 물질로는, 특히, 상기 언급된 수용성 유기 중합체 중 막 형성제가 있다. 또한, 존재 가능성이 있는 - 통상적으로 효소 농축물에서 유래한 - 임의의 색상을 차단하거나 또는 변형시키기 위해 상기 단계에서 염료 또는 안료를 입자에 도포할 수도 있다. 특히 이산화 티타늄은 비활성적이고 생리학적으로 안전한 안료로 증명되었고 수성 분산액 형태로 바람직하게 혼입된다. 안료 분산액 또는 중합체 용액을 통해 혼입된 수분은 동시에 또는 이후에 반복 수행되는 건조 단계를 통해 다시 제거된다.

본 발명에 따른 효소 과립 또는 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 효소 과립은 고형, 보다 구체적으로 입자성 세제 또는 청소용 제품의 제조에 바람직하게 사용되는데, 상기 세제는 효소 과립을 상기 조성물에 통상적으로 사용되는 기타 분말 성분과 혼합함으로서 수득될 수 있다. 입자성 세제로의 혼입을 위해, 효소 과립은 바람직하게 0.3 mm 내지 3 mm 및, 보다 구체적으로, 0.5 mm 내지 1.5 mm 범위의 평균 입자 크기를 갖는다.

제조 도중 생성되는 임의의 미세-분말성 입자 및 임의의 굵은 입자는 체 걸르기 또는 공기 분리법을 통해 제거되고 선택적으로 제조 공정으로 복귀될 수 있다. 본 발명에 따른 과립은 바람직하게 입자 크기 0.3 mm 이하 및 1.6 mm 이상의 입자를 5 중량 % 이하, 보다 구체적으로, 1 중량 % 이하로 함유한다.

수득된 효소 제제는 통상적으로 리터당 약 500 내지 900 그람 및, 보다 구체적으로, 리터당 650 내지 880 그람 범위의 용적 밀도를 갖는 둥근 분진-유리 입자로 대부분 이루어진다. 프로테아제-함유 발효 브로쓰가 사용될 경우, 이들의 효소 활성은 첨가제와의 혼합 전 브로쓰의 유연성 건성 물질 함량에 의해 바람직하게 그람당 60,000 내지 350,000 프로테아제 유니트 (PU/g) 및, 보다 바람직하게는, 140,000 PU/g 내지 280,000 PU/g 의 값으로 조정될 수 있다. 본 발명에 따른 과립은 보관시, 보다 구체적으로 실온 이상의 온도 및 높은 습도의 대기하에서의 매우 높은 안정성, 세탁기내에서의 바람직한 투입 작용 및 세탁수에서의 신속한 용해성에 의해 특징지워진다. 본 발명에 따른 과립은 30℃ 의 물에서 5 분내에 바람직하게 90% 내지 100% 의 효소 활성을 나타낸다. 이들의 바람직한 투입 작용은, 30℃ 의 물 2,000 ml 에 8 g 의 양으로 용해될 경우, 본 발명에 따른 효소 과립 또는 본 발명에 따라 제조된 효소 과립이, 하기 기재된 바와 같이, 90 초 후 바람직하게 3 중량 % 이하, 보다 구체적으로, 1.5 중량 % 이하의 체 잔여물 (0.2 mm 그물눈) 갖는다는 것을 통해 알 수 있다.

실시예 1

그람당 약 65,000 프로테아제 유니트 (PU/g) 를 함유하는 바이오매스-함유 발효 브로쓰를 독일 특허 제 DE-PS 2925427 호에 기재된 방법에 의한 바실러스 리케니포르미스 (ATCC 53926) 의 발효 - 바실러스 렌투스 DSM 5483 유래 유전자 서열의 형질전환을 통해 국제 특허 출원 제 WO 91/02792 호에 기재된 방법에 의해 변형됨 - 를 통해 수득한다. 발효 브로쓰를 디캔테이션, 크로스플로우 미세여과, 한외여과 (컷오프 한계: 분자량 10,000) 및 이어서 유럽 특허 제 0564476 호에 따른 진공 증발법을 통해 농축함으로서 프로테아제 함량 700,000 PU/g 로 농축시킨다 (B1). 상기와 같이 농축된 발효 브로쓰를 회전 비팅기가 장착된 혼합기에서 표 1 에 기재된 첨가제와 혼합하고, 외부 냉각되어지는 반죽기로 균질화시킨다. 성형 화합물을 다중-구멍 사출 성형 거푸집 (구멍 직경 0.9 mm) 및 회전날이 장착된 사출 성형기로 사출 성형한다. 표 1 의 조성에 의해 특징지워지는 본 발명에 따른 길이 0.7 mm 내지 1 mm 의 사출 성형물 X1 내지 X7 및 비교용 사출 성형물 C1 내지 C4 를 수득하여 구형 입자로 전환시키고 분말-형태의 탄산 칼슘 (3 중량 %) 을 뿌리면서 약 1 분에 걸쳐 스페로나이저 (Marumerizer^R) 로 디플래시한다. 스페로나이저를 통과한 물질은 40 내지 45℃ 에서 15 분간 유동층 건조기내에서 수분 함량이 6 중량 % 가 되도록 건조시킨다. 크기가 0.4 mm 보다 작고 1.6 mm 보다 큰 입자를 이후 체 걸르기를 통해 대부분 제거하고 첨가제와의 혼합으로 이루어지는 단계에서 공정중에 복귀시킨다. 효소 과립을 유동층 건조 도중 수성 이산화 티타늄 안료 현탁액으로 분무시킴으로서 코팅한다. 표 2 에 용해 시간 및 잔여물 값이 나와있는 본 발명에 따른 효소 과립 P1 내지 P7 및 비교 과립 CG1 내지 CG4 를 수득한다.

효소 사출 성형물

	X1	X2	X3	X4	X5	X6	X7	C1	C2	C3	C4
B1	26	26	22	22	24	24	22	27	27	27	27
셀룰로스 분말^a)	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3
수크로스	6	6	6	6	6	6	6	6	6	6	6
밀가루 T 450	16	16	16	16	16	-	-	14	16	16	16
옥수수 전분	43	44	46	46	42	57	58	43	43	43	43
포스페이트화 전분^b)	4	3	4	4	6	7	4	-	-	-	-
글루텐^c)	-	-	-	-	-	-	4	-	-	-	-
CMC-I^d)	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	3
CMC-II^e)	-	-	-	-	-	-	-	5	3	3	-
PEG-I^f)	-	-	-	-	-	-	-	-	-	2	2
PEG-II^g)	2	2	3	-	3	3	3	2	2	-	-
계면활성제^h)	-	-	3	-	-	-	-	-	-	-	-

^a):Technocel^R30 (Cellulose Fullstoff Fabrik 사 제품)

^b):Pregeflo^RPJ 20 (평균 포스페이션도 2; Roquette-Frere 사 제품)

^c):Devital^R밀 접착제 (Roquette-Frere 사 제품)

^d):Carbocel^R300 (치환도 0.65-0.75; Lamberti CMC 사 제품)

^e):Carbocel^R500 (치환도 0.85-0.95; Lamberti CMC 사 제품)

^f):폴리에틸렌 글리콜, 평균 분자량 400

^g):폴리에틸렌 글리콜, 평균 분자량 2,000

^h):40x 에톡실화 수지 지방 알코올 (Henkel KGaA 사 제품)

실시예 2

잔여물 값을 측정하기 위해, 물 1,000 ml (온도 30℃, 경도 16˚dH) 를 2,000 ml 유리 비이커 (긴 형태) 에 붓고, 프로펠러 교반 헤드를 갖는 실험용 교반기를 유리 비이커 바닥으로부터 1.5 cm 되는 중심부에 고정시키고 800 r.p.m. 으로 회전시킨다. 시험용 과립 8 g 을 털어 넣고 90 초 동안 교반한다. 이어서, 유리 비이커내의 액체를 공지된 중량의 체 (그물눈 폭 0.2 mm) 에 붓고, 유리 비이커를 소량의 냉수로 세척하고 건조 후 40℃ 에서 원래의 중량과 비교해 체의 중량을 잰다. 표 2 에 나와있는 체 잔여물 (이중 측정) 이 수득된다.

효소 과립의 체 잔여물

효소 과립	체 잔여물 [중량 %]
P1	0.6
P2	0.1
P3	0.1
P4	0.2
P5	0.1
P6	0.8
P7	1.2
CG1	41
CG2	23
CG3	36
CG4	17

실시예 3

본 발명에 따른 효소 과립 및 비교용으로 실시예 1 로부터 제조된 효소 과립을 유럽 특허 제 0564476 호에 기재된 바와 같이 표준화 조건하에 용해시킨다. 표 3 에 최종값의 퍼센티지 (= 시간의 함수로서 더이상 변하지 않음) 로 나타낸 용액내 효소 활성이 30℃ 에서 5 분간의 교반 후 수득된다.

5 분 후 효소 활성

효소 과립	활성 [%]
P1	96
P2	95
P3	100
P4	100
P5	100
P6	98
P7	100
CG1	82
CG2	88
CG3	85
CG4	93

Claims

과립화 보조제로서 포스페이트화 전분을 함유하는 것을 특징으로 하는, 효소 및 무기 및/또는 유기 담체 물질 및 과립화 보조제를 함유하는 세제 또는 세척제에 혼입시키기에 적합한 효소 과립.
제 1 항에 있어서, 포스페이트화 전분의 평균 포스페이션도가 1.5 내지 2.5 범위인 것을 특징으로 하는 효소 과립.
제 1 항 또는 2 항에 있어서, 건성 물질로 표현하여, 0.01 중량 % 내지 20 중량 % 의 효소, 보다 구체적으로 프로테아제, 리파아제, 아밀라제 및/또는 셀룰라제, 50 중량 % 내지 90 중량 % 의 무기 및/또는 유기 담체 물질 및 1 중량 % 내지 50 중량 % 의 포스페이트화 전분-함유 과립화 보조계를 함유하고, 100 중량 % 가 되도록 나머지는 물을 함유하는 것을 특징으로 하는 효소 과립.
제 1 항 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서, - 최종 과립을 기준으로 - 0.1 중량 % 내지 20 중량 % 및, 보다 구체적으로, 0.5 중량 % 내지 15 중량 % 의 포스페이트화 전분 및 0.1 중량 % 내지 15 중량 % 및, 보다 구체적으로, 0.5 중량 % 내지 10 중량 % 의 평균 분자량 200 내지 6,000 의 폴리에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜 및/또는 화학식 I 에 해당하는 폴리에톡실레이트를 함유하는 혼합물을 과립화 보조계로서 함유하는 것을 특징으로 하는 효소 과립:

[화학식 I]

R-(OCH₂CH₂)_n-OH

(식중, R 은 3 개 이하의 C-C 이중 결합 및 8 내지 22 개의 탄소 원자를 함유하는 직쇄 또는 측쇄 알킬 또는 알케닐기이고 평균 에톡실레이션도인 n 은 10 내지 80 의 수이다).
제 1 항 내지 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 효소 과립을 기준으로, 담체 물질이 20 중량 % 내지 70 중량 % 및, 보다 구체적으로, 25 중량 % 내지 60 중량 % 의 수중-팽창성 전분, 보다 구체적으로 옥수수 전분을 함유하는 것을 특징으로 하는 효소 과립.
제 1 항 내지 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 효소 과립을 기준으로, 담체 물질이 10 중량 % 내지 35 중량 % 및, 보다 구체적으로, 15 중량 % 내지 25 중량 % 의 곡물 가루, 보다 구체적으로 밀가루, 호밀가루, 보리가루, 귀리가루 및 그의 혼합물, 10 중량 % 이하 및, 보다 구체적으로, 2 중량 % 내지 6 중량 % 의 셀룰로스, 레이어 실리케이트, 알칼리 금속 카보네이트, 알칼리 금속 클로라이드, 알칼리 금속 술페이트 및/또는 알칼리 금속 아세테이트를 함유하고 및/또는 과립화 보조제가 추가로 15 중량 % 이하 및, 보다 구체적으로 0.5 중량 % 내지 10 중량 % 의 수용성 또는 수분산성 천연 또는 합성 기원의 소중합체 또는 중합체를 함유하는 것을 특징으로 하는 효소 과립.
제 1 항 내지 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 담체 물질에 곡물 가루가 존재하지 않는 것을 특징으로 하는 효소 과립.
제 1 항 내지 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 효소 과립 1 그람당 60,000 PU 내지 350,000 PU 및, 보다 구체적으로, 140,000 PU 내지 280,000 PU 의 활성을 갖는 프로테아제를 함유하는 것을 특징으로 하는 효소 과립.
제 1 항 내지 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 평균 입자 크기가 0.3 mm 내지 3 mm 및, 보다 구체적으로, 0.5 mm 내지 1.5 mm 이고, 입자 크기가 0.3 mm 이하인 입자 5 중량 % 이하 및, 보다 구체적으로, 1 중량 % 이하 및 입자 크기가 1.6 mm 이상인 입자 5 중량 % 이하 및, 보다 구체적으로, 1 중량 % 이하를 함유하는 것을 특징으로 하는 효소 과립.
제 1 항 내지 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 30℃ 의 물에서 5 분 이내에 90 % 이상의 효소 활성을 나타내는 것을 특징으로 하는 효소 과립.
제 1 항 내지 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 30℃ 의 물 2,000 ml 에 8 g 의 양으로 용해될 경우, 90 초 후의 체 잔여물 (그물눈 0.2 mm 의 체) 이 3 중량 % 이하 및, 보다 구체적으로, 1.5 중량 % 이하인 것을 특징으로 하는 효소 과립.
수성 효소-함유액을 무기 및/또는 유기 담체 물질 및 첨가제로서 과립화 보조제와 혼합함으로서 제조된 효소 "화합물" 을 사출 성형하고, 사출 성형물을 선택적으로 스페로나이저로 스페로나이징시키고, 임의 건조시키고 염료- 또는 안료-함유 코팅제를 임의 도포함으로서 입자 크기 0.3 mm 내지 3 mm 의 효소 과립을 제조하는 방법으로서, 수성 효소-함유액을 포스페이트화 전분 또는 포스페이트화 전분 및 폴리에틸렌 글리콜 및/또는 화학식 I 에 해당하는 폴리에톡실레이트의 과립화 보조계를 과립화 보조제로서 함유하는 담체-함유 첨가제와 혼합하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제 12 항에 있어서, 수성 효소-함유액이 미세여과를 통해 불용성 성분들로부터 임의 유리된 농축 발효 브로쓰인 것을 특징으로 하는 방법.
제 12 항 또는 13 항에 있어서, 10 중량부 내지 50 중량부의 농축 발효 브로쓰가 70 중량부 내지 90 중량부의 담체 물질 및 0.5 중량부 내지 10 중량부의 과립화 보조제 또는 과립화 보조계와 혼합되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 12 항 내지 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 최종 효소 과립을 기준으로, 담체 물질이 10 중량 % 내지 70 중량 % 의 수중 팽창성 전분, 3 중량 % 내지 10 중량 % 의 수크로스, 70 중량 % 이하 및, 보다 구체적으로, 10 중량 % 내지 70 중량 % 의 곡물 가루 및 10 중량 % 이하의 셀룰로스 분말을 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 12 항 내지 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 사출 성형 단계가 구멍 직경 0.7 mm 내지 1.2 mm 의 다중-구멍 사출 성형 거푸집을 이용해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 12 항 내지 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 사출 성형물이 스페로나이즈 되고, 스페로나이징 후, 과립이 35℃ 내지 50℃ 의 온도에서 수분 함량이 4 중량 % 내지 10 중량 % 가 되도록 건조되는 것을 특징으로 하는 방법.
고형 세제 또는 세척제, 보다 구체적으로 입자성 세제 또는 세척제의 제조에 있어서 제 1 항 내지 11 항 중 어느 한 항에서 청구된 효소 과립 또는 제 12 항 내지 17 항 중 어느 한 항에서 청구된 방법에 의해 수득된 효소 과립의 용도.