WO2011049201A1 - 抗菌剤及び抗菌性製品 - Google Patents

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WO2011049201A1
WO2011049201A1 PCT/JP2010/068698 JP2010068698W WO2011049201A1 WO 2011049201 A1 WO2011049201 A1 WO 2011049201A1 JP 2010068698 W JP2010068698 W JP 2010068698W WO 2011049201 A1 WO2011049201 A1 WO 2011049201A1
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WO
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protamine
antibacterial
silica
reaction product
reaction
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/068698
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English (en)
French (fr)
Inventor
高康 井上
亜紀子 河野
雅人 堀口
祐介 松田
Original Assignee
富士化学株式会社
学校法人関西学院
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 富士化学株式会社, 学校法人関西学院 filed Critical 富士化学株式会社
Priority to JP2011537319A priority Critical patent/JP5942289B2/ja
Publication of WO2011049201A1 publication Critical patent/WO2011049201A1/ja

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N63/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing microorganisms, viruses, microbial fungi, animals or substances produced by, or obtained from, microorganisms, viruses, microbial fungi or animals, e.g. enzymes or fermentates
    • A01N63/50—Isolated enzymes; Isolated proteins

Definitions

  • the present invention relates to a novel substance having an antibacterial action and its use as an antibacterial agent.
  • the present invention also relates to an antibacterial product using the above substance and a method for producing the same.
  • Protamine is a naturally-occurring basic protein contained in large quantities in the testis of fish, and is generally distributed from salmonids and herrings. Protamine is known to have antibacterial activity, and uses of antibacterial agents such as cosmetics, pharmaceutical compositions, and air purification filters are known (see Patent Documents 1 to 4).
  • JP 2009-91322 A WO2004 / 035173 WO98 / 04334 JP 2003-166155 A JP 2009-126745 A Japanese Patent Laid-Open No. 02-241510 Japanese Patent Laid-Open No. 07-248442 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-160693 JP-A-62-201825 Japanese Patent Laid-Open No. 05-032700 JP-A-10-160719
  • the present invention provides a novel reaction product obtained by reacting a basic protein, protamine or a salt thereof, and a silicic acid compound, and uses the antibacterial action of the reaction product to provide a continuous reaction.
  • the main object of the present invention is to provide an antibacterial agent having a broad spectrum antibacterial action, an antibacterial product, and a method for producing the same.
  • reaction product As a result of intensive studies aimed at solving the above-mentioned problems, the present inventors have found that a silicic acid compound reacts with protamine or a salt thereof, so that the self-organization or self-incorporation is performed while incorporating the protamine or a salt thereof.
  • the substance produced by the assembly (hereinafter, this reaction product is also simply referred to as “reaction product” in the present specification) has an antibacterial ability exhibiting an antibacterial spectrum different from that of protamine or a salt thereof, and The reaction product was found to be useful as an antibacterial agent having a sustained antibacterial action, and the present invention was completed.
  • the present invention has the following embodiments.
  • Reaction product (I-1) A reaction product of (A) protamine or a salt thereof and (B) a silicic acid compound.
  • a reaction product of (A) protamine or a salt thereof and (B) a silicate compound is a product produced by a reaction in a solution in which (A) and (B) are dissolved or dispersed. , (I-1) or (I-2).
  • reaction product of (A) protamine or a salt thereof and (B) a silicate compound is a reaction product of (A) and (B) under basic conditions.
  • Antibacterial agent (II) An antibacterial agent comprising the reaction product described in any one of (I-1) to (I-4) as an active ingredient.
  • (II-2) The antibacterial agent described in (II-1) comprising a reaction product of (A) protamine or a salt thereof and (B) a silicate compound.
  • Antibacterial product An antibacterial product obtained by supporting the reaction product according to any one of (I-1) to (I-4) on a base material.
  • the antibacterial product particularly includes an antibacterial filter in which the antibacterial agent described in (II-1) or (II-2) is supported on a filter base material.
  • (IV-2) A reaction product of (A) protamine or a salt thereof and (B) a silicate compound, wherein (B) is self-assembled or self-assembled by reaction with (A).
  • the antibacterial filter can be manufactured by a method having the following steps: (1) contacting the filter substrate with protamine or a salt thereof; and (2) A step of bringing the silicate compound into contact with the filter substrate obtained in (1).
  • the method can be defined as follows.
  • (IV-3) A reaction product of (A) protamine or a salt thereof and (B) a silicate compound, wherein (B) is self-assembled or self-assembled by reaction with (A).
  • (III-1) A method for producing an antibacterial filter according to (III-1), wherein a product is supported on a filter substrate.
  • reaction product (V) Use of reaction product (V-1 ) Reaction product of (A) protamine or a salt thereof and (B) silicic acid compound described in any of (I-1) to (I-4) Use for preparing antibacterial agents.
  • (V-2) The use according to (V-1), wherein the antibacterial agent is any one selected from the group consisting of a fungicide, an antibacterial agent for controlling plant diseases, and an antibacterial agent for controlling plant diseases.
  • (V-4) The antibacterial treatment method according to (V-3), wherein the antibacterial treatment is any treatment selected from the group consisting of an antifungal treatment, a plant disease control treatment, and a plant disease control treatment.
  • the reaction product of the present invention is obtained by reacting with a protamine or a salt thereof to cause the silicate compound to self-assemble or self-assemble, and as a result, the protamine or a salt thereof is insolubilized or immobilized in the silicate compound.
  • the reaction product produced by reacting under basic conditions has a broad antibacterial performance including antifungal action, unlike the reaction product produced by reacting under acidic to neutral conditions.
  • the reaction product having antibacterial performance may be referred to as “protamine silica” for convenience in order to distinguish from the reaction product having no antibacterial performance, as necessary.
  • reaction product comprehensively means a reaction product of the above protamine or a salt thereof and a silicic acid compound regardless of the presence or absence of antibacterial performance.
  • reaction product may be referred to as “protamine silica”.
  • the protamine silica has antibacterial performance with an antibacterial spectrum different from that of protamine or a salt thereof.
  • the reaction product exhibits antibacterial performance effective against a fungus [Aspergillus niger] in which protamine or a salt thereof does not have antibacterial performance. Therefore, such a reaction product is useful as an antibacterial agent, particularly as a fungicide, an antibacterial agent for controlling plant diseases, or an antibacterial agent for controlling plant diseases.
  • the antibacterial agent of the present invention comprises protamine silica obtained by insolubilizing or immobilizing protamine or a salt thereof in a silicate compound as an active ingredient.
  • the antibacterial product of the present invention carries the above antibacterial agent, it can exhibit a stable or long-term antibacterial action. Furthermore, according to the manufacturing method of the present invention, an antibacterial product having stable or long-term antibacterial properties can be easily and easily manufactured.
  • the white arrow in the left figure (1P) indicates a white powder considered to be protamine silica. It is drawing which shows the image which image
  • the white arrow in the left figure (2P) indicates a white powder considered to be protamine silica.
  • FIG. The lower row is an enlarged image (magnification: x2).
  • 3C shows the filter which did not perform any process.
  • 3W shows the filter which performed only the water washing process.
  • 3P shows a filter that has been treated with protamine, treated with sodium silicate, and further washed with water.
  • the filter 3 has a two-layer structure. After the protamine silica is produced, the two-layer structure is divided into a first layer and a second layer, and a total of 4 of the outer surface and the inner surface of the first layer, and the outer surface and the inner surface of the second layer. The location was observed.
  • FIG. 10 is an image obtained by observing the outer surface and inner surface of the first layer and the inner surface and outer surface of the second layer with an optical microscope in order from the top.
  • Example 12 shows the fungicidal action of protamine silica against Rhizoctoniaoctsolani.
  • the results show the fungicidal action of protamine silica against Aspergillus niger. It is the figure which contrasted the mycelium formation suppression period with respect to the black mold
  • the vertical axis represents the concentration of each test sample added to the medium (final concentration), and the horizontal axis represents the number of days in which mycelium formation was suppressed (the same applies to FIG. 15).
  • A It is the figure which contrasted the mycelium formation suppression period with respect to a black mold about the mixture of protamine hydrochloride and protamine hydrochloride, and various metals (silver nitrate, copper sulfate).
  • B It is the figure which contrasted the mycelium formation suppression period with respect to a black mold about protamine silica and metal protamine silica.
  • the antibacterial agent targeted by the present invention comprises a reaction product of (A) protamine or a salt thereof and (B) a silicic acid compound, or contains the reaction product as an active ingredient.
  • the antibacterial agent of the present invention comprises an antibacterial reaction product (protamine silica) obtained by reacting (A) protamine or a salt thereof and (B) a silicic acid compound, or the protamine silica. Is contained as an active ingredient.
  • Protamine or its salt protamine is a basic protein with a high arginine content that is present in sperm nuclei such as salmon, trout, herring, mackerel and bound to deoxyribonucleic acid. Is also called Krupane. It is used as a food additive and is labeled as “shirako protein” or “shirako protein extract” by the substance name. Protamine sulfate is used in the pharmaceutical field such as a hemostatic agent and a heparin neutralizing agent. Protamine and its salts have been conventionally used as foods and pharmaceuticals, and their safety is high. For this reason, the protamine silica of the present invention formed from such protamine or a salt thereof has high safety, and thus it is possible to provide a highly safe antibacterial agent or antibacterial product.
  • Protamine or a salt thereof may be extracted from fish larvae, mainly extracted from salmonaceae or herring larvae, but commercially available products may also be used. However, the protamine used in the present invention is preferably in a state separated from the nucleic acid.
  • protamine salt is not particularly limited, and examples thereof include inorganic acid salts such as protamine sulfate and protamine hydrochloride.
  • the molecular weight of protamine is not particularly limited, but those having a weight average molecular weight in the range of usually about 3000 to 10,000, particularly about 4000 to 5000 are used.
  • protamine When reacting protamine with a silicic acid compound, in order to increase solubility in a solvent, protamine is added to an aqueous solution containing an acid or salt (eg, sodium chloride, potassium chloride, etc.) containing a strong acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid, It is preferable to react in a state in which protamine is completely dissolved in advance by boiling, microwave, ultrasonic treatment or the like. Or it is preferable to make it react in the state melt
  • an acid or salt eg, sodium chloride, potassium chloride, etc.
  • a strong acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid
  • silicate compound used in the present invention examples include silicate, colloidal silica, and silicate ester. These may be used alone or in any combination of two or more.
  • the silicate compound targeted by the present invention is at least one compound selected from the group consisting of silicates, colloidal silica, and silicate esters.
  • a silicic acid compound is at least 1 sort (s) chosen from a silicate and colloidal silica.
  • silicate is not particularly limited, and examples thereof include alkali metal salts of lithium silicate, sodium or potassium, alkaline earth metal salts of calcium silicate or magnesium, and aluminum silicate.
  • Sodium silicate is preferred.
  • Colloidal silica is obtained by dispersing fine particles of silicon dioxide (silica) in a dispersion medium composed of an aqueous solvent (for example, water), a non-aqueous solvent (for example, methanol, propanol, ethylene glycol, etc.), or a mixed solvent thereof. It is a colloid.
  • the particle diameter of the colloidal particles (silica fine particles) is not particularly limited, but is usually about 1 nm to 5 ⁇ m, particularly about 1 nm to 100 nm. The particle diameter can be measured by observation with a scanning electron microscope (SEM, Scanning Electron Microscope).
  • Colloidal silica can be any colloidal silica, regardless of whether it is acidic colloidal silica or basic colloidal silica. Basic colloidal silica is preferred.
  • silicate ester is not particularly limited.
  • TMOS tetramethoxysilane
  • TEOS tetraethoxysilane
  • tetra-n-propoxysilane tetra-i-propoxysilane
  • tetra-n-butoxysilane tetra- i-butoxysilane
  • tetra-i-butoxysilane tetra-i-butoxysilane
  • tetra-t-butoxysilane methyltrimethoxysilane
  • methyltriethoxysilane methyltri-n-propoxysilane
  • methyltri-i-propoxysilane methyltri-n-butoxysilane
  • methyltri-t-butoxysilane etc.
  • partial condensates of these alkoxysilane compounds tetramethoxysilane (TMOS), tetraethoxysilane (TEOS), tetra-n-prop
  • These silicate compounds may be known ones or commercially available products.
  • the reaction product is a product obtained by reacting protamine or a salt thereof with a silicic acid compound, and is a concept including a reaction bond and a reaction complex.
  • the reaction product of the present invention includes a simple mixture of protamine or a salt thereof and a silicate compound, or a product obtained by binding protamine or a salt thereof to a specific structure containing a silicate compound as a component.
  • the silicate compound when the silicate compound is scattered or dissipated, it reacts with protamine or a salt thereof, and self-organization or self-assembling makes protamine or a salt thereof silicate compound. Insolubilized or immobilized.
  • Self-assembly or self-assembly of the silicate compound is caused by a reaction in a solution in which protamine or a salt thereof and a silicate compound are dissolved or dispersed as described later.
  • protamine silica having antibacterial performance can be produced and obtained by reacting protamine or a salt thereof with a silicate compound in a basic solution having a pH higher than 7.
  • the silicic acid compound may be contained in the form of a polymer obtained by polymerizing the silicic acid compound (hereinafter also referred to as “silicic acid polymer”).
  • the reaction product reacts with protamine or a salt thereof and a silicic acid compound, whereby protamine or a salt thereof and a silicic acid compound, or protamine or a salt thereof and a silicic acid polymer are integrated by interaction.
  • Product is included.
  • the reaction product of the latter embodiment includes a reaction product in which a polymerization reaction of a silicate compound occurs due to the surface charge of protamine, and the resulting silicate polymer and protamine interact with each other.
  • the reaction product of the present invention includes a compound in which protamine and a silicic acid compound or silicic acid polymer are bonded at a specific atom or reactive site. Examples of such a specific atom or reaction site include a chemical bond and an electrostatic bond between the amino group of arginine and silicon, a chemical bond between a side chain oxygen atom and silicon, and the like.
  • a compound in which a reactive site composed of two or more consecutive basic amino acids in the amino acid sequence of protamine and a silicate compound or a silicate polymer are bonded is included. *
  • the reaction between protamine or a salt thereof and a silicate compound can also be performed in a state where the third component is mixed in the reaction system.
  • the silicate compound self-assembles or self-assembles, and as a result, protamine
  • the salt and the third component are immobilized on the silicate compound.
  • Such third components include metal compounds known to have antibacterial properties, for example, silver compounds such as silver nitrate and silver thiosulfato complex; copper compounds such as copper sulfate; zinc compounds such as zinc sulfate and zinc chloride; Examples include natural extracts having known properties, such as hinokitiol, catechin, ferulic acid, limonene and the like.
  • metal compounds known to have antibacterial properties for example, silver compounds such as silver nitrate and silver thiosulfato complex
  • copper compounds such as copper sulfate
  • zinc compounds such as zinc sulfate and zinc chloride
  • natural extracts having known properties, such as hinokitiol, catechin, ferulic acid, limonene and the like.
  • Various compounds used as a factory disinfectant can also be used. Specific
  • silicate compound is a silicate
  • silicate compound for example, an alkali metal or alkaline earth metal salt of silicic acid or ammonium silicate
  • the concentration of protamine or a salt thereof in the reaction solution is preferably set to 0.1 to 15% by weight, particularly about 1 to 10% by weight.
  • the concentration of the silicate compound in the reaction solution is preferably set to 0.1 to 40% by weight, particularly about 0.2 to 30% by weight.
  • reaction solvent examples include water, alcohol, or a mixed solvent thereof (for example, hydrous alcohol), and water is particularly preferably used.
  • water is particularly preferably used.
  • methanol, ethanol, isopropanol, etc. can be used suitably as alcohol.
  • the pH of the reaction solution is not particularly limited in preparing the reaction product, and can be in the range of, for example, about pH 7 to 14. However, in preparing protamine silica having antibacterial properties, the basic region is higher than pH 7. It is necessary that the pH is. Specifically, the pH is about 8 to 14, preferably about 9 to 13, and more preferably about pH 11 to 13.
  • the reaction temperature is preferably about 0 to 100 ° C., usually 20 to 70 ° C., for example about 20 to 40 ° C.
  • the concentration of protamine or a salt thereof in the reaction solution is preferably set to 0.1 to 15% by weight, particularly about 1 to 10% by weight.
  • the concentration of the silicate compound in the reaction solution is preferably set to 0.1 to 40% by weight, particularly about 0.2 to 30% by weight.
  • reaction solvent examples include water, an aqueous alcohol solution, or a mixed solvent thereof, and water is particularly preferably used.
  • water is particularly preferably used.
  • alcohol methanol, ethanol, isopropanol, etc. are preferable.
  • the pH of the reaction solution is not particularly limited in preparing the reaction product, and can be in the range of, for example, about pH 7 to 14. However, in preparing protamine silica having antibacterial properties, the basic region is higher than pH 7. It is necessary that the pH is. Specifically, the pH is about 8 to 14, preferably about 9 to 13, and more preferably about pH 11 to 13.
  • the reaction temperature is preferably about 0 to 100 ° C., usually usually 20 to 70 ° C., for example about 20 to 40 ° C.
  • the reaction method can also be set as appropriate and is not particularly limited. Generally, (A) an aqueous solution of protamine or a salt thereof and (B) an aqueous solution of silicic acid or a salt thereof are mixed and stirred as necessary. And react. And a reaction product can be obtained by collect
  • the reaction product can be purified and separated according to known means. For example, after the reaction, treatment such as washing with water and drying can be performed.
  • treatment such as washing with water and drying can be performed.
  • protamine silica produced by reaction under pH conditions (basic conditions) higher than pH 7 has antibacterial performance. Therefore, the reaction product (protamine silica) is effectively used as an antibacterial agent and an antibacterial component of an antibacterial product, as will be described below.
  • the antibacterial agent of the present invention may be composed of the above reaction product (protamine silica) itself, and, if necessary, pharmaceutically acceptable in addition to the protamine silica. It may contain a carrier or the like.
  • the dosage form of the antibacterial agent is not particularly limited, and may be a solid form or a liquid form.
  • the antibacterial agent of the present invention can be applied to both bacteria and fungi as long as the effect is exhibited.
  • fungi examples include mold and yeast.
  • mold Ascomycotina: Aspergillus fumigatus, Aspergillus niger, Aspergillus niger, Candida albicans, Cryptococcus neoformans (Cryptococcus neoformans) -Neoformans), Dermatophytes (dermatophytes), Trichophyton (rinchomycosis), Microsporum (E. epidermidis), etc.
  • fungi containing mold various diseases of plants such as mold of Peronosperceae that causes downy mildew, gray mold disease represented by fungi such as Cercospora beticola, rust disease, brown spot disease, yellow spot disease, black spot disease Examples include fungi such as molds that cause causative bacteria.
  • bacteria examples include gram positive bacteria and gram negative bacteria.
  • Gram-negative bacteria include S. dysenteria (Shigella A subgroup), S. flexneri (Shigella B subgroup), S. boydii (Shigella C subgroup), S. sonnei (Shigella D subgroup) dysentery genus (Shigella) bacteria: Brucella (Brucella) bacteria: coliform such as E. coli .O157 (Escherichia coli): S.typhi ( S. typhi), S. paratyphi a (paratyphoid a bacteria), S. paratyphi B (paratyphoid B bacteria), S. Typhimurium (S. Typhimurium) S.
  • Salmonella such as (Salmonella) bacterial: V. cholerae (cholera), Vibrio, such as V. parahaemolyticus (Vibrio parahaemolyticus) ( Vibrio) bacteria: Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) Pseudomonas such as (Pseudomonas) bacteria, and the like.
  • Salmonella such as (Salmonella) bacterial: V. cholerae (cholera)
  • Vibrio such as V. parahaemolyticus (Vibrio parahaemolyticus)
  • Vibrio bacteria Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) Pseudomonas such as (Pseudomonas) bacteria, and the like.
  • Bacillus subtilis Bacillus subtilis
  • Bacillus anthracis Bacillus anthracis
  • Bacillus Bacillus such as Bacillus cereus (B.cereus) (Bacillus) bacteria: Listeria monocytogenes bacteria (L. monocytogenes ) Listeria Ibanovi bacteria (L. ivanovii), Listeria Shirigeri bacteria (L. seeligeri) Listeria such as (Listeria) bacterial:.
  • Al acidoterrestris (formerly B. acidoterrestris) belonging to the genus Alicyclobacillus, such as (Alicyclobacillus) bacteria: S .
  • Staphylococcus aureus S. Staphylococcus such pyogenes (Staphylococcus) bacteria: C. botulinum (botulinum), C. perfringens (Clostridium perfringens), C. difficile, Clostridium such as C.
  • sporogens (Clostridium ) bacteria Leuconostoc genus, such as Leuconostocmesenteroides (Leuconostoc) bacteria: Desulfotomaculum Death Le Foma Kulm genera such as nigrificans (Desulfotomaculum) bacteria: Enterococcus Enterococcus such as faecalis (Enterococcus) bacteria, and the like.
  • the antibacterial agent of the present invention has an excellent antibacterial effect against gram-positive bacteria.
  • protamine is insolubilized or immobilized by a silicic acid compound or a polymer thereof, and as a result, the antibacterial action is excellent in sustainability and long-term antibacterial property to an object to be given antibacterial properties. Can be granted.
  • the antibacterial product of the present invention contains the above protamine silica or antibacterial agent, and as a result, has antibacterial properties.
  • Product antibacterial products include an antibacterial composition containing the protamine silica or antibacterial agent of the present invention, an antibacterial product obtained by supporting the protamine silica or antibacterial agent of the present invention on a substrate, and the present invention.
  • “supporting” a protamine silica or an antibacterial agent on a substrate is a concept including “adhering” or “containing” a protamine silica or an antibacterial agent on a substrate.
  • antibacterial products containing protamine silica or an antibacterial agent include, for example, antibacterial paints, antibacterial plastic products, antibacterial paper products, antibacterial fibers, antibacterial wallpaper, antibacterial nonwoven fabric, and antibacterial processed wood.
  • Antibacterial packaging materials antibacterial kitchen utensils, antibacterial food factory products, antibacterial environmental purification products, antibacterial preparations (for example, agricultural chemicals) for plant disease control or extermination, and antibacterial cleaning products.
  • Antibacterial agents for plant disease control or control include gray mold disease, which is a mold disease in plants such as fruit trees (grape, citrus, etc.), vegetables or fruits (strawberry, watermelon, tomato, etc.), flowers, flowering trees, evening It contains antibacterial agents for controlling or controlling diseases such as rot and downy mildew (USD: caused by oomycete).
  • gray mold disease is a mold disease in plants such as fruit trees (grape, citrus, etc.), vegetables or fruits (strawberry, watermelon, tomato, etc.), flowers, flowering trees, evening It contains antibacterial agents for controlling or controlling diseases such as rot and downy mildew (Russia: caused by oomycete).
  • Such an antibacterial preparation for controlling or controlling plant diseases may be used as it is in plants, or according to conventional methods, diluted with a diluent such as mineral fine powder and used as a powder or granule. May be. Further, it may be suspended or dissolved in water or other solvents to be used as a wettable powder,
  • the antibacterial preparations of these dosage forms may be used by spraying on crops, flowers or trees, depending on the target disease or plant, sprayed with aerosol, etc., or applied directly. May be.
  • the antibacterial preparation for controlling or controlling plant diseases according to the present invention is safer than synthetic chemical pesticides, so that problems of residual pesticides and soil accumulation can be avoided.
  • the antibacterial preparation for plant disease control or extermination of the present invention is useful as a technological agricultural chemical that satisfies the unmet needs of the conventional agricultural chemical field.
  • the antibacterial preparation for controlling or controlling plant diseases of the present invention may be used alone, or a conventionally used plant disease control agent (bordeaux solution or chemical pesticide). You may use together suitably.
  • the plant disease control of the present application is not used in combination with chemical pesticides.
  • the content ratio of the protamine silica or the antibacterial agent of the present invention in the antibacterial product can be appropriately set within the range where the effects of the present invention are exhibited.
  • antibacterial products can be blended with other antibacterial agents or known additives other than the protamine silica or the antibacterial agent of the present invention, depending on the application.
  • antibacterial agents examples include wood antiseptic and antifungal agents, fiber antibacterial and deodorant finishing agents, antibacterial and antifungal agents for adhesives or paints, environmental bactericides, and food plant bactericides.
  • Wood preservatives and fungicides include copper sulfate, sodium fluoride, creosote oil, organotin compounds, cyclopentane derivatives, monohydric phenol derivatives, phenyl derivatives, phenol ether derivatives, phenol ester derivatives, sulfone derivatives, hydroxylamine derivatives, Examples include nitrile derivatives, naphthalenes, pyrrole derivatives, quinoline derivatives, and benzothiazole derivatives.
  • fiber antibacterial and deodorizing agents include quaternary ammonium salts such as 3- (trimethoxysilyl) propyldimethyloctadecyl ammonium chloride, monocyclic hydrocarbon derivatives such as ⁇ -bromocinnamaldehyde, 5-chloro-2- (2,4 -Dichlorophenoxy) monohydric phenol derivatives such as phenol, imidazole derivatives such as 2- (4-thiazolyl) benzimidazole, pyrimidine derivatives such as 2- (3,5-dimethylpyrazolyl) -4-hydroxy-6-phenylpyrimidine Can be mentioned.
  • quaternary ammonium salts such as 3- (trimethoxysilyl) propyldimethyloctadecyl ammonium chloride
  • monocyclic hydrocarbon derivatives such as ⁇ -bromocinnamaldehyde
  • Antibacterial and antifungal agents for adhesives or paints include secondary amines such as 3-iodo-2-propynylbutylcarbamate, phenyl derivatives such as dithio-2,2′-bis (benzmethylamide), o- Monohydric phenols such as phenylphenol, p-chloro-m-xylenol, phenol ether derivatives such as 10,10'-oxybisphenoxaarsine, diiodomethyl-p-tolylsulfone, 1-[(diiodomethyl) sulfonyl] -4 Sulfone derivatives such as methylbenzene, nitrile derivatives such as tetrachloroisophthalonitrile, imidazole derivatives such as methyl 2- (4-thiazolyl) benzimidazole, 1- (butylcarbamoyl) -2-benzimidazole carbamate, 1- ( 1,3-, 5-triazine derivatives such as
  • Antibacterial and antifungal agents for plastics include phenol ether derivatives such as 10,10'-oxobisphenoxaarsine and sulfones such as N, N-dimethyl-N'-phenyl-N '-(fluorodichloromethylthio) sulfamide.
  • anilide derivatives such as 3,4 ', 5-tribromosalicylanilide, N- (trichloromethylthio) phthalimide, N- (fluorodichromemethylthio) phthalimide, N-trichloromethylmercapto-4-cyclohexene-1,2 Pyrrole derivatives such as -dicarboximide, N-1,1,2,2-tetrachloroethylthiotetrahydrophthalimide, and imidazole derivatives such as 2- (4-thiazolyl) benzimidazole.
  • the environmental disinfectant includes inorganic compounds, aliphatic compounds, and aromatic compounds.
  • inorganic compounds include chlorine dioxide, sodium hypochlorite, ozone, sodium chlorite, chlorine gas, potassium permanganate, peracetic acid, bleaching powder, hydrogen peroxide, and the like.
  • Aliphatic compounds include monohydric alcohols such as ethanol, n-propanol and isopropanol, saturated aldehydes such as formaldehyde and glutaraldehyde (1,5-pentane dial), and unsaturated ethers such as ethylene oxide and propylene oxide.
  • Amino acid derivatives such as dodecyl (aminoethyl) glycine hydrochloride, tetradecyldi (aminoethyl) glycine hydrochloride, di (octylaminoethyl) glycine hydrochloride, sodium lauryldi (aminoethyl) glycine, and cyanuric acid derivatives such as chlorinated cyanuric acid And guanidine derivatives such as polyhexamethylene biguanidine hydrochloride and dodecylguanidine hydrochloride.
  • aromatic compounds include phenol, cresol, p-chloro-m-cresol, 2 ', 4', 5-trichloro-2-phenoxyphenol, o-phenylphenol, o-phenylphenol sodium, and hexachlorophene.
  • guide_body of these is mentioned.
  • Food factory bactericides include inorganic compounds, fatty acid compounds, and aromatic compounds.
  • Inorganic compounds include hydrogen peroxide, sodium percarbonate, sodium pyrophosphate, iodine, iodophor (bovidone iodine, boroxamaiodo, glycine iodine), chlorine gas, bleaching powder, advanced bleaching powder, calcium hypochlorite, chlorine dioxide , Ozone and the like.
  • fatty acid compounds include monohydric alcohols such as ethanol, isopropanol, and n-propanol, saturated aldehydes such as formaldehyde and glutaraldehyde, unsaturated ethers such as ethylene oxide and propylene oxide, lactones such as ⁇ -oxypropiolactone, and dodecyl (amino).
  • monohydric alcohols such as ethanol, isopropanol, and n-propanol
  • saturated aldehydes such as formaldehyde and glutaraldehyde
  • unsaturated ethers such as ethylene oxide and propylene oxide
  • lactones such as ⁇ -oxypropiolactone
  • Amino acid derivatives such as ethyl) glycine hydrochloride, tetradecyl di (aminoethyl) glycine hydrochloride, di (octylaminoethyl) glycine hydrochloride, sodium lauryl di (aminoethyl) glycine, 1,3-dichloro-5,5-dimethylhydantoin, etc.
  • Hydantoins quaternary ammonium salts such as alkyltrimethylammonium salts, cyanuric acid derivatives such as polychloroisocyanurate, polyhexamethylene biguanidine hydrochloride, dodecylguanidine hydrochloride, 1,6-bis (2-ethylhexylbiphenyl) Ajinino) guanidine derivatives of hexane, and the like.
  • Aromatic compounds include monocyclic hydrocarbon derivatives such as ⁇ -bromocinnamaldehyde, phenol, cresol, xylenol, chlorophenol, p-chromium-m-cresol, p-chromium-m-xylenol, o-phenylphenol, hexa Monovalent phenol derivatives such as chlorfen, 2 ', 4', 5'-trichrome-2-phenoxyphenol (Irgasan DP300), dichlorometaxylenol, N-chloro-p-toluenesulfonamide sodium (chloramine T), N Sulfone derivatives such as sodium chlorobenzenesulfonamide (chloramine B), dichloro-p-sulfonamide benzoic acid (parazone), guanidine derivatives such as chlorhexidine hydrochloride, dialkyl (C12 to C18) dimethylbenzylammonium chloride, dimethylbenzylammonium chloride,
  • any solid material having a surface or matrix structure capable of adsorbing protamine molecules and providing a reaction field for biosilica formation prior to the reaction with silica can be used.
  • the reaction with protamine or a salt thereof it is possible to use one that can adhere to or adsorb silica and fix it and provide a reaction field for biosilica formation.
  • the material of the base material is not particularly limited, and examples thereof include synthetic resins such as polypropylene or polyethylene; or cellulose fibers such as cotton, hemp, or pulp; or animal-derived fibers such as wool, animal hair, and silk. Natural materials may be used.
  • the method for producing the antibacterial product of the present invention can be appropriately set depending on the type of product.
  • a method of containing the protamine silica or the antibacterial agent of the present invention in the production raw material can be mentioned.
  • the antibacterial product of the present invention is an antibacterial paint
  • the protamine silica or the antibacterial agent of the present invention is blended with the raw material of the paint and mixed according to a conventional method to prepare a paint product having antibacterial properties. A method is mentioned.
  • the antibacterial product of the present invention is an antibacterial plastic
  • the protamine silica or the antibacterial agent of the present invention is blended into the plastic raw material (plastic material), and mixed and molded according to a conventional method to produce an antibacterial plastic product. The method of doing is mentioned.
  • an antibacterial product for example, a method of applying the protamine silica or the antibacterial agent of the present invention to the surface of a target product can be mentioned.
  • a method of imparting antibacterial properties to the product surface by applying, spraying, or the like with the protamine silica of the present invention, an antibacterial agent, or a composition containing these.
  • a method of supporting the protamine silica or antibacterial agent of the present invention on a part of the target product can be mentioned.
  • a method of supporting the protamine silica or the antibacterial agent of the present invention on the substrate can be mentioned.
  • a method for supporting the protamine silica or the antibacterial agent on the base material (a) a method of surface-treating the base material with the protamine silica or the antibacterial agent of the present invention, and (b) the present invention as a raw material constituting the base material.
  • examples thereof include a method for producing, or (d) a method for producing an antibacterial agent of the present invention on a substrate by bringing a silicate compound into contact with the substrate and then contacting with a protamine or a salt thereof.
  • examples of the method of contacting the substrate with protamine or a salt thereof include a method of immersing the substrate in a basic solution containing protamine or a salt thereof.
  • Examples of the method of bringing the silicate compound into contact with the substrate include a method of immersing the substrate in a basic solution containing the silicate compound.
  • the basic solution is a solution in a basic region higher than pH 7, which is compatible with protamine or a salt thereof or a silicate compound, specifically, pH 8 to 14, preferably pH 9 to 13, more preferably pH 11 to 13.
  • the degree of solution can be mentioned.
  • examples of such a solvent include water, an aqueous alcohol solution, or a mixed solvent thereof.
  • alcohol methanol, ethanol, isopropanol, etc. are preferable.
  • the antibacterial product of the present invention contains the protamine silica or the antibacterial agent of the present invention, thereby stably maintaining the antibacterial action inherent to protamine. It can be done. For this reason, the antibacterial product of the present invention exhibits a long-term and stable antibacterial action as compared with an antibacterial product using conventional protamine.
  • the antibacterial product of the present invention is manufactured by blending the protamine silica or antibacterial agent with the raw material for manufacturing the product to manufacture the product or applying the protamine silica or antibacterial agent to the product surface. can do.
  • the antibacterial product of the present invention uses a reaction product (protamine silica) of protamine or a salt thereof and a silicate compound, the product to be given antibacterial properties is treated with protamine or a salt thereof, And it can also manufacture by processing with a silicic acid compound. Thereby, the antimicrobial product which has a long-term antimicrobial effect can be manufactured simply and easily.
  • Antibacterial Filter As a specific example of the antibacterial product of the present invention, a reaction product (protamine silica) of (A) protamine or a salt thereof and (B) a silicate compound is supported on a filter base material. Examples include antibacterial filters.
  • the filter base material may be used as long as it is a solid having a surface or matrix structure capable of adsorbing protamine molecules and providing a reaction field for biosilica formation prior to the reaction with silica as described above. it can.
  • fibers represented by various fabrics or membranes having a network structure are preferred.
  • the material of the filter substrate is not particularly limited.
  • olefinic resins such as polypropylene (PP), polyethylene (PE), acrylonitrile butadiene styrene (ABS), polymethyl methacrylate (PMMA); polyphenylene ether (PPE), Ether-ketone resins such as polyoxymethylene (POM) and polyetheretherketone (PEEK); Sulfide and sulfone resins such as polysulfone (PSU), polyphenylene sulfide (PPS), and polyethersulfone (PES); Polycarbonate Ester resins such as (PC), polyarylate (PAR), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene terephthalate (PET); nylon 6 (N6), nylon 66 (N66), nylon 12 (N12), nylon 46 (N46 Amide resins such as polyetherimide (PEI), polyamideimide (PAI), polyimide (PI), etc.
  • PP polypropylene
  • Fluorine resins such as ethylene tetrafluoroethylene (ETFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), fluorinated ethylene propylene (FEP), tetrafluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether (PFA), polytetrafluoroethylene (PTFE), etc.
  • Natural materials such as synthetic resins such as cellulose fibers, cellulose fibers such as cotton, hemp, rayon or pulp; or fibers derived from animals such as wool, animal hair or silk.
  • the use of the filter is not particularly limited, and examples thereof include a ventilation fan filter, an air purification filter, and a water treatment filter.
  • the filter may contain an antibacterial compound other than the antibacterial agent of the present invention and protamine.
  • antibacterial compounds include antibacterial imidazole compounds, citrus compounds (citrus plant extract components), and antibacterial compounds described in the above item 2.
  • the method for producing the antibacterial filter is not particularly limited. For example, (1) a step of contacting a filter substrate with protamine or a salt thereof, and then (2) a silicate compound is applied to the filter substrate obtained in (1).
  • the method including the process of making it contact is mentioned.
  • These methods are preferably carried out under basic conditions. Specifically, the method as described in an Example is mentioned.
  • Examples of the method of bringing the substrate into contact with protamine or a salt thereof include a method in which the substrate is immersed in a preferably basic aqueous solution containing protamine or a salt thereof.
  • the concentration of protamine or a salt thereof in the aqueous solution is usually about 0.1 to 15% by weight, particularly about 1 to 10% by weight.
  • the silicate compound As a method of bringing the silicate compound into contact with the substrate, for example, a method of immersing the substrate in an aqueous solution containing a silicate compound, preferably a basic solution, can be mentioned.
  • the concentration of the silicate compound is preferably about 0.1 to 40% by weight, particularly 1 to 30% by weight.
  • the antibacterial filter has excellent antibacterial action and exhibits long-term antibacterial action. Furthermore, according to the method for producing an antibacterial filter, it is possible to easily produce a filter having a stable antibacterial property and having a long-term antibacterial action.
  • Example 2 Antibacterial activity of reaction products (minimum growth inhibitory concentration against bacteria)
  • Protamine sulfate and reaction products obtained from the reaction of protamine sulfate and sodium silicate are the minimum for Escherichia coli, Staphylococcus aureus, and Bacillus Subtilis.
  • the inhibitory concentration (MIC) was examined.
  • the following solution was used after the preculture in the same medium as the medium used for the test (MHB medium: Mueller Hinton Broth medium (manufactured by DIFCO)).
  • Escherichia coli 1.5 ⁇ 10 4 CFU / ml Staphylococcus aureus (NBRC 12732) 4.0 ⁇ 10 5 CFU / ml Bacillus subtilis (NBRC No. 3009) 1.0 ⁇ 10 2 CFU / ml.
  • the minimum inhibitory concentration of protamine sulfate for each bacterium was 5.6 ppm for Escherichia coli, 3.9 ppm for Staphylococcus aureus, and 3.9 ppm for Bacillus subtilis.
  • the minimum inhibitory concentration of the reaction product for each bacterium was 31.3 ppm for Escherichia coli, 7.8 ppm for Staphylococcus aureus, and 7.8 ppm for Bacillus subtilis.
  • reaction product prepared by the above method has antibacterial properties comparable to protamine sulfate.
  • FIG. Antibacterial Activity Sustained Test of Protamine Sulfate and Protamine Silica Protamine sulfate and the reaction product of the present invention (protamine silica) were evaluated for their antibacterial activity.
  • reaction product a reaction product (protamine silica) produced by the same method as in Example 2 in which antibacterial properties were confirmed was used.
  • Bacillus subtilis (NBRC No. 3009) pre-cultured with NA slant medium (Nutrient Agar (Nissui Pharmaceutical Co., Ltd.)) was used, and 1 / 100NB medium (Nutrient Broth (Eiken Chemical Co., Ltd.)). (Manufactured by Co., Ltd.)) and the number of bacteria adjusted to 10 5 CFU / ml.
  • each test group 1 ml of 10 5 CFU / ml of the inoculum was added and cultured at 100 rpm with shaking at room temperature (about 23 ° C.). After 1 hour of culture, collect 1 ml of each culture from each test section (about 30 ml of culture), solidify in SA medium (Standard Method Agar (Nissui Pharmaceutical Co., Ltd.)), and measure the number of bacteria. It was. The remaining culture solution (about 29 ml) in each test section was centrifuged (3000 rpm, 10 min), and the supernatant was discarded.
  • SA medium Standard Method Agar (Nissui Pharmaceutical Co., Ltd.)
  • the antibacterial activity of protamine sulfate disappeared after the first washing.
  • the antibacterial activity of protamine silica was sustained up to the seventh time.
  • the reason why the antibacterial activity of the protamine silica was maintained even after washing out was considered to be that the protamine having the antibacterial activity was supported on the silicate compound and immobilized.
  • Example 4 Antibacterial activity of protamine silica prepared by changing the amount of protamine sulfate and sodium silicate concentration From the results of Examples 2 and 3, when protamine sulfate and sodium silicate are reacted, a reaction product having antibacterial properties (protamine silica) It became clear that can be obtained. Therefore, it was investigated whether there is a difference in the amount of protamine silica produced and its antibacterial properties depending on the amount of protamine sulfate and sodium silicate concentration used in the reaction.
  • solution B 0.05 g, 0.1 g, and 0.5 g of protamine sulfate (derived from salmon, molecular weight 3,000 to 10,000) were added to 5 ml of water and dissolved by range heating (boiling) to prepare a protamine sulfate aqueous solution.
  • B solution 80-100 ° C. was added to solution A (room temperature) (pH 10-12), and the reaction was allowed to stir for about 3 hours.
  • reaction solution was centrifuged (3000 rpm, 10 minutes), the supernatant was discarded, and distilled water was added to the precipitation residue (protamine silica) and stirred. This operation was repeated 5 times. Thereafter, the precipitate residue (protamine silica) was dried in a drier (80 ° C.) for 48 hours and the weight was measured. Then, it grind
  • Antibacterial test Minimum growth inhibitory concentration: MIC
  • 100 ⁇ l of Staphylococcus aureus NBRC 12732 (4.0 ⁇ 10 5 CFU / ml) was used.
  • the inoculum was precultured in the same medium as the liquid medium (MHB medium, manufactured by DIFCO) used for the test, and the number of bacteria was adjusted with 1 / 100NB.
  • FIG. 1 shows the result of observation of protamine silica produced by the reaction of 0.05 g of protamine sulfate with sodium silicate (0.5 to 10% / 40 ml) with an electron microscope.
  • sodium silicate dissolved or dispersed together with protamine sulfate in an aqueous solution forms spherical particles of submicron size with a particle diameter of about 100 nm to 1 ⁇ m (visual measurement by observation with an electron microscope). From this, it was confirmed that sodium silicate was self-assembled or self-assembled from the scattered or dissipated state.
  • protamine silica produced by the reaction between 0.1 g of protamine sulfate and sodium silicate (0.5 to 10% / 40 ml) is observed with an electron microscope, and the results are shown in FIG.
  • protamine silica produced by the reaction of 0.5 g of protamine sulfate and sodium silicate (0.5 to 10% / 40 ml) was observed with an electron microscope and the results are shown in FIG.
  • Example 5 Reaction of protamine sulfate with basic colloidal silica.
  • colloidal silica was used as a silicic acid compound to react with a salt of protamine, and the antibacterial properties of the produced protamine silica were evaluated.
  • silica sol was used as colloidal silica.
  • No. 3 sodium silicate was also used.
  • Snowtex S manufactured by Nissan Chemical Industries
  • Snowtex XS manufactured by Nissan Chemical Industries
  • No. 3 sodium silicate (Fuji Chemical) molar ratio (SiO 2 / Na 2 O) 3.2, pH> 12.
  • the solution B (80 to 100 ° C.) was added to 40 mL (room temperature) of solution A (pH 11 to 12), and the mixture was allowed to react with stirring for about 3 hours.
  • the obtained reaction solution was centrifuged at 3,000 rpm for 10 minutes, the supernatant was removed, and the precipitate residue (reaction product) was washed with distilled water while stirring. This operation was performed three times. Subsequently, the precipitate residue (reaction product) was washed twice with a 99.5% by volume ethanol-containing aqueous solution. Thereafter, the obtained precipitation residue (reaction product) was dried in a dryer (80 ° C.) for 15 hours, and the weight was measured. Then, it grind
  • protamine silica 12800, 6400, 3200, 1600, 800, 400, 200, 100, 50, 25, 12.5, 6.25, 3.13, 1.56, 0.78, 0.39, 0.20, 0.098, 0.049, Liquids with concentrations of 0.024, 0.012, 0.006, 0.003, and 0.0015 ppm were prepared. 100 ⁇ L of inoculum of E. coli or S. aureus was added to each solution adjusted to each concentration. Then, it was placed on a shaker in a 37 ° C. incubator, and cultured for 24 hours with shaking (100 rpm), and the minimum growth inhibitory concentration (MIC value) was measured.
  • MIC value minimum growth inhibitory concentration
  • Table 7 shows the MIC values for E. coli and Staphylococcus aureus.
  • Example 6 Reaction of protamine sulfate with acidic colloidal silica. As described above, it has been found that protamine silica and basic colloidal silica can provide protamine silica having antibacterial properties.
  • protamine silica was produced using acidic colloidal silica, and its antibacterial properties were evaluated.
  • solution A a solution was prepared by adjusting the silicic acid concentration to 1% and adjusting the pH to 9.4 to 9.6 with NaOH as described above.
  • solution B 0.5 g of protamine sulfate (derived from salmon, molecular weight 3,000 to 10,000) was added to 5 ml of distilled water, and dissolved by microwave heating (boiling) to prepare an aqueous solution of protamine sulfate.
  • Solution B (80 to 100 ° C.) was added to 40 mL (room temperature) of solution A (pH 11 to 12), and the mixture was allowed to react with stirring for about 3 hours.
  • the obtained reaction solution was centrifuged at 3,000 rpm for 10 minutes, the supernatant was removed, and the precipitate residue (reaction product) was washed with distilled water while stirring. This operation was performed three times. Thereafter, the precipitate residue (reaction product) was dried in a drier (80 ° C.) for 15 hours, and the weight was measured. Then, it grind
  • protamine silica 6400, 3200, 1600, 800, 400, 200, 100, 50, 25, 12.5, 6.25, 3.13, 1.56, 0.78, 0.39, 0.20, 0.098, 0.049, 0.024, Liquids with concentrations of 0.012, 0.006, 0.003, and 0.0015 ppm were prepared. 100 ⁇ L of E. coli or S. aureus ⁇ inoculum was added to each concentration of solution. Then, it was placed on a shaker in a 37 ° C. incubator, and cultured for 24 hours with shaking (100 rpm), and the minimum growth inhibitory concentration (MIC value) was measured.
  • MIC value minimum growth inhibitory concentration
  • Table 9 shows the MIC test results for Escherichia coli and Staphylococcus aureus.
  • Example 7 Reaction of protamine sulfate with colloidal silica. From the results of Examples 5 and 6 above, it was suggested that it is important for the reaction product to be produced in a basic environment in order to have antibacterial properties.
  • colloidal silica was adjusted to a strong basicity of pH 12 or higher with NaOH in advance and reacted with protamine to evaluate the antibacterial properties (minimum growth inhibitory concentration: MIC) of the obtained reaction product. .
  • silica sol was used as the colloidal silica.
  • Snowtex S manufactured by Nissan Chemical Industries
  • Snowtex OS manufactured by Nissan Chemical Industries
  • Snowtex XS Snowtex XS
  • Snowtex OXS Snowtex OXS
  • solution B 0.1 g of protamine sulfate (derived from salmon, molecular weight 3,000 to 10,000) 0.1 g was added to 5 ml of distilled water and dissolved by heating in a range (boiling) to prepare an aqueous solution of protamine sulfate.
  • Solution B (80-100 ° C.) was added to 40 mL (room temperature) of solution A, and the reaction was allowed to stir for about 3 hours.
  • the reaction solution was centrifuged at 3,000 rpm for 10 minutes, the supernatant was removed, and the precipitate residue (protamine silica) was washed while stirring with distilled water. This operation was performed three times. Thereafter, the precipitate residue (protamine silica) was dried in a dryer (80 ° C.) for 15 hours, and the weight was measured. Then, it grind
  • Escherichia coli (NBRC 3972) or Staphylococcus aureus (NBRC 12732) was used. Each bacterium was pre-cultured in the liquid medium to be used (MHB medium, manufactured by DIFCO) and used after adjusting the number of bacteria in 1/100 NB medium (Nutrient Broth (produced by Eiken Chemical Co., Ltd.)). Specifically, Escherichia coli (NBRC 3972) was inoculated with 3.8 ⁇ 10 5 CFU / mL and Staphylococcus aureus (NBRC 12732) with 100 ⁇ L of 4.5 ⁇ 10 5 CFU / mL.
  • protamine silica 12800, 6400, 3200, 1600, 800, 400, 200, 100, 50, 25, 12.5, 6.25, 3.13, 1.56, 0.78, 0.39, 0.20, 0.098, 0.049, Liquids with concentrations of 0.024, 0.012, 0.006, 0.003, and 0.0015 ppm were prepared. 100 ⁇ L of each inoculum of E. ⁇ coli or S. aureus was added to each concentration solution. Thereafter, this was placed in a shaker in a 37 ° C. incubator, and cultured with shaking (100 rpm) for 24 hours, and the minimum inhibitory concentration (MIC value) was measured.
  • Table 12 shows MIC values for Escherichia coli and Staphylococcus aureus.
  • reaction product having antibacterial properties can be obtained by reacting protamine or a salt thereof with a silicate compound under the condition of a basic environment. It was found that protamine silica having better antibacterial action can be obtained under strong basic conditions of about pH 12.
  • Example 8 FIG. Relationship between reaction pH conditions and antibacterial properties of reaction products The results of Examples 5 to 7 suggest that the pH of the reaction solution is important for the production of reaction products having an antibacterial action (protamine silica). It was. For this reason, protamine and a silicic acid compound were reacted under each condition of pH 2 to 12, and the production amount of the reaction product and its antibacterial property (minimum growth inhibitory concentration: MIC) were evaluated.
  • MIC minimum growth inhibitory concentration
  • Material 1 Protamine salt Protamine sulfate (derived from salmon), molecular weight 3,000-10,000 2) Silicic acid compound Silica sol solution (Snowtex XS: manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), SiO 2 content 20%, particle size 4-6nm, pH 9.0-10.0
  • Example 9 Production of Protamine Silica Filter The use of the antibacterial reaction product (protamine silica) was examined using a filter.
  • Filter 1 Application: Ventilation fan filter, Distributor: Ohm Electric, Material: PE (polyethylene)
  • Non-woven filter 2 Application: Air purification filter, Distributor: Sumitomo 3M, Material: PP (polypropylene)
  • Filter 3 Application: Air purifying filter, Distributor: Ime, Material: Laminated sheet consisting of PP (1 layer) and PE (2 layers) (Remarks: Antibacterial compound (imidazole / citrus compound) formulation).
  • a 10 mg / ml protamine sulfate aqueous solution was prepared by adding 3 g of protamine sulfate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) to 300 ml of distilled water, followed by boiling and dissolving.
  • the protamine treatment was performed by immersing each filter piece in a protamine sulfate aqueous solution (room temperature, pH 7) for about 1 minute.
  • the sodium silicate treatment was carried out by immersing each protamine-treated filter piece in a 10% sodium silicate solution (room temperature, pH 11-12) for about 1 minute after draining water.
  • the water washing treatment was performed by thoroughly washing each filter piece with running tap water, and then draining and drying at 50 ° C.
  • FIG. 2 shows an image taken with a digital camera of the filter 1 (1C, 1W, 1P) subjected to the above treatment
  • FIG. 3 shows an image observed with an optical microscope
  • FIG. 4 shows an image of the filter 2 (2C, 2W, 2P) taken with a digital camera
  • FIG. 5 shows an image observed with an optical microscope
  • FIG. 6 shows an image obtained by photographing the filter 3 (3C, 3W, 3P) with a digital camera
  • FIG. 7 shows an image observed with an optical microscope.
  • FIG. 7 is an image obtained by observing the outer surface and inner surface of the first layer and the inner surface and the outer surface of the second layer with an optical microscope in order from the top.
  • Example 10 Antibacterial test of protamine silica filter In Example 9, it was confirmed that the reaction product adhered to the filter (1P, 2P, 3P), and thus the antibacterial property and the durability of the antibacterial property were verified.
  • Example 9 The same filters 1 to 3 as those used in Example 9 were used as material filters. A 10 mg / mL protamine sulfate aqueous solution and a 10% sodium silicate solution were also prepared in the same manner as in Example 9.
  • the protamine treatment (P) was performed by immersing a filter piece (4 cm ⁇ 4 cm) in a protamine sulfate aqueous solution (room temperature) for about 1 minute.
  • Sodium silicate treatment was performed by immersing a filter piece (4 cm ⁇ 4 cm) for about 1 minute in a 10% sodium silicate solution (room temperature).
  • Water washing treatment was performed by thoroughly washing the filter piece (4 cm ⁇ 4 cm) with running tap water, draining the water, and drying at 50 ° C.
  • Results Table 16 shows the antibacterial test results against Escherichia coli and Staphylococcus aureus.
  • P protamine treatment
  • S sodium silicate treatment
  • water washing water washing treatment
  • the antibacterial property was recognized even in the untreated one, but the antibacterial effect was obtained by the protamine treatment (P + washing) and the protamine and sodium silicate treatment (P + S + washing) It was found that the performance was improved. In particular, it was found that the treatment with protamine and sodium silicate further improved the antibacterial properties and maintained the antibacterial properties.
  • Example 11 Production of Protamine Silica Paper Product
  • a filter on which protamine silica was supported by reacting and producing protamine silica on a base material (filter) using a synthetic resin.
  • the application to products made of natural substances such as cotton and pulp was examined.
  • the 10 mg / ml protamine sulfate aqueous solution was prepared by adding 3 g of protamine sulfate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) to 300 ml of distilled water, followed by boiling and dissolving.
  • the substrate was treated by appropriately combining the following treatments.
  • the protamine treatment (P) was performed by immersing a sample piece (2 cm ⁇ 5 cm) in a protamine sulfate aqueous solution (room temperature, pH 7) for about 1 minute.
  • the sodium silicate treatment (S) was performed by immersing a sample piece (2 cm ⁇ 5 cm) in a 10% sodium silicate aqueous solution (room temperature, pH 11 to 12) for about 1 minute.
  • Washing with water was performed by thoroughly washing the sample pieces (2 cm ⁇ 5 cm) with running tap water, draining the water, and drying at 50 ° C.
  • Table 17 below shows the sample names given according to the processing methods and the details of the processing.
  • Fig. 11 shows an image of the appearance of a sample obtained by performing various treatments, taken with a digital camera.
  • protamine treatment + sodium silicate treatment 4PSW, 5PSW, 6PSW
  • white powder was confirmed and reaction products were produced and adhered. I was able to confirm.
  • Example 12 FIG. Antibacterial Test of Protamine Silica Paper Product
  • Example 11 the antibacterial property of the paper product confirmed to be adhered to the reaction product by producing the reaction product on the paper product was examined.
  • Test method (1-1) Sample (base material) Samples 4 (gauze) and sample 5 (Kimwipe) among the samples after the treatment obtained in Example 11 were used as samples.
  • Example 11 Samples 4 and 5 prepared in Example 11 were put into 50 mL centrifuge tubes, 30 mL of MHB medium and 1 mL of 10 5 CFU / mL bacterial solution were added, and 100 rpm, room temperature (25 ° C.). For 24 hours.
  • SA medium Standard Method Agar (manufactured by Nissui Pharmaceutical Co., Ltd.) was added to the petri dish of 6), mixed well, and allowed to stand to solidify the medium. This was cultured at 37 ° C. for 24 hours.
  • the amount of inoculation was determined by the following method. 10) 1 mL of 10 2 CFU / mL bacterial solution was transferred to a sterilized petri dish, and an SA plate was prepared as in 7). 11) The number of colonies in the plate prepared in 10) was counted, and the amount of inoculation in 5) was determined.
  • Example 13 Preparation of metal-containing protamine silica and various metals used as its antibacterial antibacterial agent were mixed with either protamine or silicate compound and reacted to prepare metal-containing protamine silica, and its antibacterial properties were investigated. .
  • solution B A solution obtained by diluting No. 3 sodium silicate with distilled water so as to have a SiO 2 concentration of 1% is designated as solution B.
  • a 5 mL of A solution was mixed with 40 mL of B solution to cause a reaction (pH of about 10 to 11.5).
  • Liquid A is the same as that prepared in a).
  • a solution obtained by adding 35 mL of No. 3 sodium silicate diluted with distilled water to a concentration of 1% SiO 2 to 5 mL of metal standard solution is designated as solution D.
  • 40 mL of solution D was mixed with 5 mL of solution A and reacted (pH about 10 to 11.5).
  • reaction solution was allowed to stand for about 5 minutes after the reaction, and then centrifuged at 3,000 rpm at room temperature for 10 minutes. The operation of washing the precipitate with 30 mL of distilled water was repeated three times. It was dried at 80 ° C. for 24 hours with a thermostatic oven, and powdered with a mortar and pestle.
  • Protamine silica (yield 0.125 g) was produced by the production method a) of protamine silica and metal-containing protamine silica . According to methods b) and c), depending on the metal standard solution, silver protamine silica (b: yield 0.148 g, c: yield 0.126 g), zinc protamine silica (b: yield 0.093 g, c: yield 0.143 g), Copper protamine silica and gold protamine silica were produced.
  • copper protamine silica (copper sulfate pentahydrate 0.1 g: yield 0.144 g, 0.5 g: yield 0.158 g, 1 g: yield 0.292, or 5 g: yield 0.505 g) was produced.
  • Metal protamine silica was produced by reaction regardless of the order of addition of the metal. In other words, it was found that metal ions interact with both silicic acid and protamine. Moreover, since the colored protamine silica peculiar to a metal was obtained by blending the metal, it was confirmed that the produced protamine silica contains a metal in some form.
  • Example 14 Antifungal test of protamine silica The antifungal action of the protamine silica of the present invention against fungi (Rhizoctonia solani, Aspergillus niger) was evaluated.
  • Protamine silica According to the method described in Example 1, sodium silicate and protamine sulfate were reacted to prepare protamine silica (powder).
  • Rhizoctonia solani Rhizoctonia genus bacteria are known to invade not only vegetables but also common crops, flower buds, pastures and timber. Because there are many strains of pathogenic bacteria, the types and symptoms of crops that are damaged are complex, but in Japan they are particularly damaged by Rhizoctonia solani. Although it varies slightly depending on the type of crop, the following symptoms have been confirmed in spontaneous disease.
  • FIG. 9 shows the antifungal effect against Rhizoctonia solani
  • FIG. 13 shows the antifungal effect against Aspergillus niger.
  • a halo growth inhibition zone
  • Example 15 Antifungal activity of protamine silica and metal-containing protamine silica against black mold
  • Experiment (1-1) Material 1) Protamine hydrochloride (derived from salmon) (manufactured by Maruha Nichiro Foods) Molecular weight 4,000-5,000 2) Protamine sulfate (from salmon) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) Molecular weight 3,000 to 10,000 3) No.
  • test sample (2-1) Preparation of protamine silica 5 mL of distilled water was added per 0.1 g of protamine sulfate or protamine hydrochloride, and the solution A was dissolved by heating in a microwave oven.
  • Solution B was prepared by diluting No. 3 sodium silicate with distilled water to a SiO 2 concentration of 1%.
  • Protamine silica was prepared by mixing and reacting 5 mL of solution A with 40 mL of solution B (pH 11-12).
  • Metal-containing protamine silica was prepared by the following two methods.
  • Method a Add 5 mL of various metal (silver, zinc, copper) standard solutions to 0.1 g of protamine sulfate, and heat and dissolve in a microwave oven to obtain solution C (protamine + metal).
  • Solution B was prepared by diluting No. 3 sodium silicate with distilled water to a SiO 2 concentration of 1%.
  • Protamine silica containing metal was prepared by mixing 5 mL of C solution with 40 mL of B solution (pH 10 to 11.5).
  • PDB Potato Dextrose Broth 18.9 mL is placed in a 50 mL centrifuge tube sterilized by the MIC test , and the final concentration of the test sample is 1280, 640, 320, 160, 80, 40 ppm. 1 mL of a test sample dissolved, suspended or diluted in PDB was added. 100 ⁇ L of A. niger inoculated spores were added to each of the centrifuge tubes thus prepared. Then, it was placed on a shaker (100 rpm) in a 25 ° C. incubator and cultured. The presence or absence of germination was observed every 24 hours until 240 hours later.
  • FIG. 14 is a result of comparing the mycelium formation inhibition period of black mold for protamine hydrochloride and protamine silica prepared using the protamine hydrochloride, and protamine silica prepared using protamine sulfate and the protamine sulfate.
  • protamine salts such as protamine sulfate and protamine sulfate have almost no antifungal activity against black mold, but protamine silica produced by reacting these with a silicic acid compound has a high antifungal resistance against black mold. Sex was recognized. That is, the protamine silica targeted by the present invention has a new property that protamine and its salts do not have. This means that protamine silica is not merely a mixture of a protamine salt and a silicate compound, but a new substance different from the protamine salt is formed by the reaction of the protamine salt and the silicate compound.
  • FIG. 15 (A) is a result showing the mycelium formation suppression period of black mold for protamine hydrochloride and a mixture of protamine hydrochloride and various metals (silver nitrate, copper sulfate).
  • FIG. 15 (B) is a result showing the mycelium formation suppression period of black mold for protamine silica prepared using protamine sulfate and protamine silica containing various metals (silver, zinc, copper).
  • protamine hydrochloride has almost no antifungal activity against black mold, and even when silver or copper is mixed with this, almost no increase in antifungal activity was observed (FIG. 15 (A)).
  • protamine silica was found to have a high antifungal property against black mold, but it was confirmed that the antifungal property was enhanced by using metal protamine silica containing a metal.

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Abstract

本発明は、塩基性タンパク質とケイ酸化合物との反応生成物を利用して、持続的な抗菌作用を有する抗菌剤及び抗菌性製品を提供すること、ならびにそれらの製造方法を提供することを目的とする。上記反応生成物は、具体的には（Ａ）プロタミン又はその塩との反応により（Ｂ）ケイ酸化合物が自己組織化または自己集合することにより生成される。

Description

抗菌剤及び抗菌性製品
　本発明は抗菌作用を有する新規物質、及びその抗菌剤としての用途に関する。また本発明は、上記物質を用いた抗菌性製品及びその製法に関する。
　プロタミンは、魚類の精巣に大量に含まれる天然由来の塩基性タンパク質であり、サケ科やニシン科の白子から抽出されたものが一般的に流通している。プロタミンは、抗菌活性を持つことが知られており、化粧品や医薬用組成物、空気浄化フィルター等の抗菌剤などの用途が知られている（特許文献１～４参照）。
　一方、珪藻殻形成反応を模倣し、シリカとシラフィンとを用いたバイオシリカの製造例も報告されており（特許文献５参照）、タンパク質上の表面電荷がバイオシリカ形成に深く関わっていることも示されている。
　これまでプロタミンとケイ酸化合物との混合物や、ケイ酸化合物を含む特定の構造物にプロタミンを結合させたものはいくつか知られているが（例えば、特許文献６～１１）、プロタミンとケイ酸化合物との反応によりケイ酸化合物が自己組織化または自己集合することによって生成される、プロタミンとケイ酸化合物との反応生成物に関する報告はない。
特開２００９－９１３２２号公報 ＷＯ２００４／０３５１７３号公報 ＷＯ９８／０４３３４号公報 特開２００３－１６６１５５号公報 特開２００９－１２６７４５号公報 特開平０２－２４１５１０号公報 特開平０７－２４８４４２号公報 特開２００３－１６０６９３号公報 特開昭６２－２０１８２５号公報 特開平０５－０３２７００号公報 特開平１０－１６０７１９号公報
　プロタミンをそのまま抗菌剤として抗菌性製品に用いた場合、水にさらされた場合など、プロタミンが流出し、このため抗菌性が低下乃至消失し、再利用ができないといった問題があった。本発明は、塩基性タンパク質であるプロタミンやその塩とケイ酸化合物とを反応させることにより得られる新規な反応生成物を提供すること、また当該反応生成物の抗菌作用を利用して、持続的で、広域スペクトラムの抗菌作用を有する抗菌剤、抗菌性製品、及びその製造方法を提供することを主な目的とする。
　本発明者らは、上記課題を解決することを主な目的として鋭意検討した結果、ケイ酸化合物が、プロタミン又はその塩と反応することにより、当該プロタミン又はその塩を取り込みながら自己組織化又は自己集合することによって生じる物質（以下、この反応生成物を本明細書中では単に「反応生成物」ともいう。）に、プロタミン又はその塩とは異なる抗菌スペクトルを示す抗菌性能があること、また当該反応生成物は持続的な抗菌作用を奏する抗菌剤として有用であることを見出し、本発明を完成するに至った。
　即ち、本発明は、下記の実施形態を有するものである。
　（Ｉ）反応生成物
（I-1）（Ａ）プロタミン又はその塩と（Ｂ）ケイ酸化合物との反応生成物。
　（I-2）（Ａ）プロタミン又はその塩との反応により、（Ｂ）ケイ酸化合物が自己組織化または自己集合することにより生成される、（I-1）に記載する反応生成物。
　（I-3）（Ａ）プロタミン又はその塩と（Ｂ）ケイ酸化合物との反応生成物が、（Ａ）及び（Ｂ）が溶解または分散してなる溶液中における反応によって生じる生成物である、（I-1）または（I-2）に記載する反応生成物。
　（I-4）（Ａ）プロタミン又はその塩と（Ｂ）ケイ酸化合物との反応生成物が、塩基性条件下での（Ａ）と（Ｂ）との反応生成物である、（I-1）乃至（I-3）のいずれかに記載する反応生成物。
　（II）抗菌剤
（II-1）（I-1）乃至（I-4）のいずれかに記載する反応生成物を有効成分とする抗菌剤。
　（II-2）（Ａ）プロタミン又はその塩と（Ｂ）ケイ酸化合物との反応生成物からなる（II-1）に記載する抗菌剤。
　（II-3）防かび剤である、（II-1）または（II-2）に記載する抗菌剤。
　（II-4）植物病害防除用及び／又は植物病害駆除用の抗菌剤である、（II-1）または（II-2）に記載する抗菌剤。
　（III）抗菌性製品
（III-1）（I-1）乃至（I-4）のいずれかに記載の反応生成物が基材に担持されてなる抗菌性製品。
　当該抗菌性製品には、特に、（II-1）または（II-2）に記載の抗菌剤がフィルター基材に担持されてなる抗菌性フィルターが含まれる。
　（IV）抗菌性製品の製造方法
（IV-1）原料として、（I-1）乃至（I-4）のいずれかに記載の反応生成物または（II-1）または（II-2）に記載する抗菌剤を用いて、抗菌性製品を製造する工程を有する、（III）に記載する抗菌性製品の製造方法。
　（IV-2）（Ａ）プロタミン又はその塩と（Ｂ）ケイ酸化合物との反応生成物であって、（Ａ）との反応により（Ｂ）が自己組織化または自己集合してなる反応生成物を、基材に担持してなる、（III-1）に記載する抗菌性製品の製造方法であって、
（１）基材に（Ａ）プロタミン又はその塩を接触させる工程、及び、
（２）（１）で得られた基材に、ケイ酸化合物を接触させる工程
を含む方法。
　特に、抗菌性製品が上記抗菌性フィルターである場合、当該抗菌性フィルターは下記の工程を有する方法で製造できる：
（１）フィルター基材にプロタミン又はその塩を接触させる工程、及び、
（２）（１）で得られたフィルター基材に、ケイ酸化合物を接触させる工程。
　当該方法は、下記のように規定することができる。
（IV-3）（Ａ）プロタミン又はその塩と（Ｂ）ケイ酸化合物との反応生成物であって、（Ａ）との反応により（Ｂ）が自己組織化または自己集合してなる反応生成物を、フィルター基材に担持してなる、（III-1）に記載する抗菌性フィルターの製造方法。
　（V）反応生成物の使用
（V-1）（I-1）乃至（I-4）のいずれかに記載する（Ａ）プロタミン又はその塩と（Ｂ）ケイ酸化合物との反応生成物の、抗菌剤を調製するための使用。
　（V-2）上記抗菌剤が、防かび剤、植物病害防除用抗菌剤、及び植物病害駆除用抗菌剤からなる群から選択されるいずれかである、（V-1）に記載する使用。
　（V-3）抗菌処理する対象物に、（I-1）乃至（I-4）のいずれかに記載する反応生成物を接触させる工程を有する、上記対象物の抗菌処理方法。
　（V-4）上記抗菌処理が、防かび処理、植物病害防除処理、及び植物病害駆除処理からなる群から選択されるいずれかの処理である、（V-3）に記載する抗菌処理方法。
　本発明の反応生成物は、プロタミンまたはその塩と反応することによりケイ酸化合物が自己組織または自己集合し、その結果、プロタミンまたはその塩がケイ酸化合物に不溶化または固定化してなるものである。特に、塩基性条件下で反応させることによって生成した反応生成物は、酸性～中性条件下で反応させることによって生成する反応生成物とは異なり、抗かび作用を含む広域抗菌性能を有することを特徴とする。以下、本明細書中では、必要に応じて、抗菌性能を有しない反応生成物と区別するために、当該抗菌性能を有する反応生成物を便宜上「プロタミンシリカ」と称する場合がある。つまり、本発明において「反応生成物」とは、抗菌性能の有無に関わらず、上記プロタミンまたはその塩とケイ酸化合物との反応生成物を包括的に意味するが、その中でも抗菌性能を有する「反応生成物」を「プロタミンシリカ」と称する場合がある。
　当該プロタミンシリカは、プロタミンまたはその塩とは異なる抗菌スペクトルの抗菌性能を有する。具体的には、当該反応生成物は、プロタミンまたはその塩が抗菌性能を有しない真菌〔黒カビ（Aspergillus niger）〕に対しても有効な抗菌性能を発揮する。このため、かかる反応生成物は、抗菌剤として、特に防かび剤、植物病害防除用抗菌剤、または植物病害駆除用抗菌剤として有用である。本発明の抗菌剤は、前述するようにケイ酸化合物にプロタミンまたはその塩が不溶化又は固定化してなるプロタミンシリカを有効成分とするものである。このため、抗菌性を付与したい対象物に安定乃至長期的な抗菌性を付与することができる。また本発明の抗菌性製品は、上記抗菌剤を担持するものであることから、安定乃至長期的な抗菌作用を奏することが可能である。更に、本発明の製造方法によれば、安定乃至長期的な抗菌性を備えた抗菌性製品を簡便かつ容易に製造することができる。
プロタミン硫酸塩とケイ酸ソーダとの反応生成物を電子顕微鏡で観察した結果を示す図面である（実施例１）。上段は倍率×30,000倍の画像、下段は倍率×150,000倍の画像である。 プロタミン硫酸塩0.05gと各種濃度のケイ酸ソーダ（5000ppm/40ml、1%/40ml、2.5%/40ml、5%/40ml、10%/40ml）との反応生成物（プロタミンシリカ）を電子顕微鏡で観察した結果を示す（実施例４）。 プロタミン硫酸塩0.1gと各種濃度のケイ酸ソーダ（5000ppm/40ml、1%/40ml、2.5%/40ml、5%/40ml、10%/40ml）との反応生成物（プロタミンシリカ）を電子顕微鏡で観察した結果を示す（実施例４）。 プロタミン硫酸塩0.5gと各種濃度のケイ酸ソーダ（5000ppm/40ml、1%/40ml、2.5%/40ml、5%/40ml、10%/40ml）との反応生成物（プロタミンシリカ）を電子顕微鏡で観察した結果を示す（実施例４）。 実施例９における抗菌性フィルター（プロタミンシリカフィルター）の作製試験において、各処理を行ったフィルター１をデジタルカメラで撮影した画像を示す図面である。下段は拡大像（倍率：×２倍）である。1Cは、いずれの処理も行わなかったフィルターを示す。1Wは、水洗処理のみを行ったフィルターを示す。1Pは、プロタミン処理後、ケイ酸ソーダ処理を行い、更に水洗処理したフィルターを示す。 実施例９における抗菌性フィルター（プロタミンシリカフィルター）の作製試験において、各処理を行ったフィルター１を光学顕微鏡(倍率：×50)で観察した画像を示す図面である。左図（1P）中に示す白抜きの矢印は、プロタミンシリカと考えられる白色粉体を示す。 実施例９における抗菌性フィルター（プロタミンシリカフィルター）の作製試験において、各処理を行ったフィルター２をデジタルカメラで撮影した画像を示す図面である。下段は拡大像（倍率：×２倍）である。2Cは、いずれの処理も行わなかったフィルターを示す。2Wは、水洗処理のみを行ったフィルターを示す。2Pは、プロタミン処理後、ケイ酸ソーダ処理を行い、更に水洗処理したフィルターを示す。 実施例９における抗菌性フィルター（プロタミンシリカフィルター）の作製試験において、各処理を行ったフィルター２を光学顕微鏡(倍率：×50)で観察した画像で示す図面である。左図（2P）中に示す白抜きの矢印は、プロタミンシリカと考えられる白色粉体を示す。 実施例９における抗菌性フィルター（プロタミンシリカフィルター）の作製試験において、フィルター３をデジタルカメラで撮影した画像を示す図面である。下段は拡大像（倍率：×２倍）である。3Cは、いずれの処理も行わなかったフィルターを示す。3Wは、水洗処理のみを行ったフィルターを示す。3Pは、プロタミンによる処理後、ケイ酸ソーダによる処理を行い、更に水洗処理したフィルターを示す。 実施例９における抗菌性フィルター（プロタミンシリカフィルター）の作製試験において、各処理を行ったフィルター３の試験結果を光学顕微鏡(倍率：×50)で観察した画像を示す図面である。各段左側の図（3P）中の矢印は、プロタミンシリカと考えられる白色粉体を示す。なお、フィルター３は２層構造になっており、プロタミンシリカ作製後に２層構造を１層目と２層目に分けて、１層目の外面と内面、２層目の外面と内面の合計４箇所について観察した。図１０は上から順番に、１層外面及び内面、２層内面及び外面を、光学顕微鏡で観察した画像である。 実施例１１の抗菌性紙製品（プロタミンシリカ紙製品）の作製試験において、各処理を行った後の紙製品をデジタルカメラで撮影した画像を示す図面である。各サンプルの処理方法については、表１７を参照のこと。 実施例１２における、プロタミンシリカのRhizoctonia solaniに対する防かび作用を示す結果である。 実施例１２における。プロタミンシリカのAspergillus nigerに対する防かび作用を示す結果である。 プロタミン塩とプロタミンシリカの黒カビ（Aspergillus niger）に対する菌糸体形成抑制期間を対比した図である。縦軸は培地への各被験試料の添加濃度（終濃度）、横軸は菌糸体形成を抑制した日数を示す（図１５も同じ）。 （Ａ）プロタミン塩酸塩、並びにプロタミン塩酸塩と各種金属（硝酸銀、硫酸銅）との混合物について、黒カビに対する菌糸体形成抑制期間を対比した図である。（Ｂ）プロタミンシリカと金属プロタミンシリカについて、黒カビに対する菌糸体形成抑制期間を対比した図である。
　１．抗菌剤
　本発明が対象とする抗菌剤は、（Ａ）プロタミン又はその塩と（Ｂ）ケイ酸化合物との反応生成物からなるか、または当該反応生成物を有効成分とする。好ましくは、本発明の抗菌剤は、（Ａ）プロタミン又はその塩と（Ｂ）ケイ酸化合物とを反応させることにより得られる抗菌性の反応生成物（プロタミンシリカ）からなるか、または当該プロタミンシリカを有効成分として含有するものである。
　（Ａ）プロタミン又はその塩
　プロタミンは、サケ、マス、ニシン、サバ等の精子核中にデオキシリボ核酸と結合して存在する高アルギニン含量の塩基性蛋白質であり、サケ由来のものはサルミン、ニシン由来のものはクルペインとも称される。食品添加物として用いられており、物質名でしらこたん白、しらこたん白抽出物等と表示される。また、プロタミン硫酸塩は止血剤やヘパリンの中和剤など医薬品分野で用いられている。プロタミンおよびその塩は、従来、食品や医薬として使用されてきており、その安全性は高い。このため、かかるプロタミン又はその塩から形成される本発明のプロタミンシリカは安全性が高く、これにより、安全性の高い抗菌剤や抗菌性製品の提供が可能となる。
　プロタミン又はその塩は、魚類の白子、主にサケ科またはニシン科の魚の白子から抽出したものを使用できるが、市販品を使用してもよい。但し、本発明に用いられるプロタミンは核酸と分離された状態のものであることが好ましい。
　また、プロタミンの塩の種類も特に限定されないが、例えばプロタミンの硫酸塩、プロタミンの塩酸塩などの無機酸塩があげられる。
　プロタミンの分子量も特に限定されないが、重量平均分子量で通常３０００～１００００程度、特に４０００～５０００程度の分子量の範囲のものが用いられる。
　プロタミンをケイ酸化合物と反応させる際、溶媒への溶解性を高めるために、塩酸、硫酸等の強酸を含む酸あるいは塩（例．塩化ナトリウム、塩化カリウムなど）を含む水溶液にプロタミンを添加し、煮沸、マイクロ波、又は超音波処理などにより予めプロタミンを完全に溶解させた状態で反応させることが好ましい。あるいはプロタミンの塩を用いて、予め完全に溶解させた状態で反応させることが好ましい。
　（Ｂ）ケイ酸化合物
　本発明で用いられるケイ酸化合物としては、ケイ酸塩、コロイダルシリカ及びケイ酸エステルが挙げられる。これらは１種単独であってもよく、２種以上を任意に組み合わせて用いてもよい。換言すると、本発明が対象とするケイ酸化合物は、ケイ酸塩、コロイダルシリカ及びケイ酸エステルからなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物である。中でも、ケイ酸化合物は、ケイ酸塩及びコロイダルシリカから選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
　ケイ酸塩の種類は特に限定されないが、例えば、ケイ酸のリチウム、ナトリウム若しくはカリウム等のアルカリ金属塩、ケイ酸のカルシウム若しくはマグネシウム等のアルカリ土類金属塩、またケイ酸アルミニウム等が挙げられる。好ましくはケイ酸ナトリウムである。
　コロイダルシリカは、水性溶媒（例えば、水等）、非水性溶媒（例えばメタノール、プロパノール、エチレングリコール等）、又はこれらの混合溶媒からなる分散媒体中に、二酸化ケイ素（シリカ）の微粒子が分散してなるコロイドである。コロイド粒子（シリカ微粒子）の粒子径は特に限定されるものではないが、通常1nm～5μｍ程度、特に1nm～100nm程度である。なお、かかる粒子径の測定は、走査電子顕微鏡（SEM，Scanning Electron Microscope）観察により行うことができる。またコロイダルシリカは、酸性コロイダルシリカや塩基性コロイダルシリカの別を問わず、いずれのコロイダルシリカをも使用することができる。好ましくは塩基性コロイダルシリカである。
　ケイ酸エステルの種類も特に限定されないが、例えば、テトラメトキシシラン（TMOS）、テトラエトキシシラン（TEOS）、テトラ－n－プロポキシシラン、テトラ－i－プロポキシシラン、テトラ－n－ブトキシシラン、テトラ－i－ブトキシシラン、テトラ－t－ブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ－n－プロポキシシラン、メチルトリ－i－プロポキシシラン、メチルトリ－n－ブトキシシラン、メチルトリ－t－ブトキシシラン等のアルコキシシラン化合物及びこれらのアルコキシシラン化合物の部分縮合物が挙げられる。
　これらケイ酸化合物は公知のものを使用することができ、また市販品を使用することもできる。
　（Ｃ）反応生成物
　本発明において、反応生成物とは、プロタミン又はその塩とケイ酸化合物とが反応することにより得られる生成物であって、反応結合物、反応複合体を含む概念である。具体的には、本発明の反応生成物は、プロタミン又はその塩とケイ酸化合物の単なる混ぜ物や、ケイ酸化合物を成分とする特定の構造物にプロタミン又はその塩が結合してなるものとは異なり、ケイ酸化合物が散乱または散逸した状態で、プロタミンまたはその塩と反応して、自己組織（self-organization）または自己集合（self-assembling）することにより、プロタミンまたはその塩がケイ酸化合物に不溶化または固定化してなるものである。当該ケイ酸化合物のは自己組織化または自己集合化は、後述するようにプロタミンまたはその塩とケイ酸化合物が溶解または分散してなる溶液中における反応によって生じる。中でも抗菌性能を有するプロタミンシリカは、ｐＨが７より高い塩基性溶液中でプロタミンまたはその塩とケイ酸化合物を反応させることによって生成取得することができる。
　反応生成物において、ケイ酸化合物は、ケイ酸化合物が重合してなる重合物（以下、これを「ケイ酸重合物」ともいう）の形で含まれていてもよい。換言すると、反応生成物には、プロタミン又はその塩とケイ酸化合物とを反応させることによって、プロタミン又はその塩とケイ酸化合物、又はプロタミン又はその塩とケイ酸重合物とが、相互作用により一体化している生成物が含まれる。
　後者の態様の反応生成物には、プロタミンの表面電荷によりケイ酸化合物の重合反応が生じ、その結果生じたケイ酸重合物とプロタミンとが相互作用している反応生成物が含まれる。また、本発明の反応生成物には、プロタミンと、ケイ酸化合物又はケイ酸重合物とが、特定の原子又は反応性部位において結合している化合物が含まれる。なお、このような特定の原子又は反応部位としては、例えばアルギニンのアミノ基とケイ素との間の化学的結合及び静電気的結合、側鎖の酸素原子とケイ素との化学結合などが挙げられる。また、プロタミンのアミノ酸配列における２以上の連続する塩基性アミノ酸で構成される反応性部位と、ケイ酸化合物又はケイ酸重合物とが結合している化合物が含まれる。　
　（Ａ）プロタミン又はその塩と（Ｂ）ケイ酸化合物との反応割合、反応条件等は、ケイ酸化合物の種類等によって適宜設定される。以下、ケイ酸化合物が、ケイ酸塩又はコロイダルシリカの場合を用いて説明する。なお、ケイ酸エステルは、ケイ酸塩と同様の方法でプロタミン又はその塩と反応させることができる。
　なお、プロタミンまたはその塩とケイ酸化合物との反応は、当該反応系に第三成分を配合した状態で行うこともできる。かかる第三成分を配合した状態で、プロタミンまたはその塩とケイ酸化合物とをこれらが溶解または分散してなる溶液中で反応させると、ケイ酸化合物が自己組織または自己集合し、その結果、プロタミンまたはその塩及び第三成分がケイ酸化合物に固定化される。かかる第三成分としては、抗菌性を有することが知られている金属化合物、例えば硝酸銀やチオスルファト銀錯体などの銀化合物；硫酸銅などの銅化合物；硫酸亜鉛や塩化亜鉛などの亜鉛化合物；同じく抗菌性が知られている天然抽出物、例えばヒノキチオール、カテキン、フェルラ酸、リモネン等を例示することができる。その他、本発明の効果を妨げないことを限度として、第三成分として、木材防腐防黴剤、繊維抗菌防臭加工剤、接着剤若しくは塗料用の防菌防黴剤、環境用殺菌剤、または食品工場用殺菌剤として使用される各種の化合物を用いることもできる。かかる化合物の具体例は後述する「抗菌性製品」の欄に記載のとおりである。
　（ｉ）ケイ酸化合物がケイ酸塩である場合
　ケイ酸化合物がケイ酸塩（例えば、ケイ酸のアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩またはケイ酸アンモニウム塩等）である場合、（Ａ）プロタミン又はその塩と（Ｂ）ケイ酸化合物の反応割合は、重量比で、（Ａ）：（Ｂ）＝１：１～０．１、特に３：１程度である。当該割合は、反応生成物自体の（Ａ）と（Ｂ）の構成割合ともなり得る。
　この場合、反応液中のプロタミン又はその塩の濃度は０.１～１５重量％、特に１～１０重量％程度に設定することが好ましい。また反応液中のケイ酸化合物の濃度は０.１～４０重量％、特に０.２～３０重量％程度に設定することが好ましい。
　反応溶媒としては、水、アルコール、又はその混合溶媒（例えば含水アルコール）等が挙げられ、特に水が好ましく用いられる。なお、アルコールとしては、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどを好適に用いることができる。
　また反応液のｐＨは反応生成物を調製するうえでは特に制限されず、例えばｐＨ７～１４程度の範囲を挙げることができるが、抗菌性を有するプロタミンシリカを調製するうえではｐＨ７より高い塩基性領域のｐＨであることが必要である。具体的にはｐＨ８～１４、好ましくはｐＨ９～１３、より好ましくはｐＨ１１～１３程度である。反応温度としては、０～１００℃の程度、通常２０～７０℃、例えば２０～４０℃程度が好ましい。
　（ii）ケイ酸化合物がコロイダルシリカである場合
　ケイ酸化合物がコロイダルシリカである場合、（Ａ)プロタミン又はその塩と（Ｂ）ケイ酸化合物との反応割合は、重量比で、（Ａ)：（Ｂ）＝１：１～１０、特に＝１：４程度である。当該割合は、反応生成物自体の（Ａ）と（Ｂ）の構成割合ともなり得る。
　この場合、反応液中のプロタミン又はその塩の濃度は、０.１～１５重量％、特に１～１０重量％程度に設定することが好ましい。また反応液中のケイ酸化合物の濃度は０.１～４０重量％、特に０.２～３０重量％程度に設定することが好ましい。
　反応溶媒としては、水、アルコール水溶液、又はその混合溶媒等が挙げられ、特に水が好ましく用いられる。なお、アルコールとしては、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどが好ましい。
　また反応液のｐＨは反応生成物を調製するうえでは特に制限されず、例えばｐＨ７～１４程度の範囲を挙げることができるが、抗菌性を有するプロタミンシリカを調製するうえではｐＨ７より高い塩基性領域のｐＨであることが必要である。具体的にはｐＨ８～１４、好ましくはｐＨ９～１３、より好ましくはｐＨ１１～１３程度である。反応温度としては、０～１００℃の程度、通常通常２０～７０℃、例えば２０～４０℃程度が好ましい。
　また、反応方法も適宜設定することができ、特に限定されないが、一般に、（Ａ）プロタミン又はその塩の水溶液と、（Ｂ）ケイ酸又はその塩の水溶液とを混合し、必要に応じて攪拌し、反応させる。そして、生成する沈殿物又は不溶物を回収することにより、反応生成物を得ることができる。より具体的には、実施例に記載の方法に従って、反応を行うことができる。
　反応後は、公知の手段に従って、反応生成物の精製・分離を行うことができる。例えば、反応後、水洗、乾燥等の処理を行うことができる。斯くして調製される反応生成物のうち、ｐＨ７よりも高いｐＨ条件（塩基性条件）で反応して生成されたプロタミンシリカは、抗菌性能を有している。このためかかる反応生成物（プロタミンシリカ）は、下記に説明するように、抗菌剤として、また抗菌性製品の抗菌成分として有効に利用される。
　（Ｄ）抗菌剤
　本発明の抗菌剤は、上記反応生成物（プロタミンシリカ）自体からなるものであってもよいし、また必要に応じて、当該プロタミンシリカに加えて製剤学的に許容可能な担体等を含むものであってもよい。また、抗菌剤の剤形も特に限定されず、固形形態であってもよく、液状形態であってもよい。
　本発明の抗菌剤は、その効果が奏される限り、細菌及び真菌の何れにも適用可能である。
　真菌としては、カビ、酵母等が挙げられる。具体的には、カビ(子嚢菌亜門)：Aspergillus fumigatus(アスペルギルス・フミガタス)、Aspergillus niger(アスペルギルス・ニガー)、酵母(不完全菌亜門)：Candida albicans(カンジダ・アルビカンス)、Cryptococcus neoformans(クリプトコッカス・ネオフォルマンス)、Dermatophytes(皮膚糸状菌)、Trichophyton(白癬菌)、Microsporum(表皮菌) などが挙げられる。更に、カビを含む真菌として、べと病をもたらすPeronosperceae科のカビ、Cercospora beticolaなどの真菌で代表される灰色カビ病、さび病、褐斑病、黄斑病、黒斑病などの植物の各種病害原因菌となるカビなどの真菌が挙げられる。
　また、細菌としては、グラム陽性菌又はグラム陰性菌が挙げられる。
　グラム陰性菌としては、S. dysenteria（赤痢菌Ａ亜群），S. flexneri（赤痢菌Ｂ亜群），S. boydii（赤痢菌Ｃ亜群），S. sonnei（赤痢菌Ｄ亜群）等の赤痢属（Shigella）細菌：ブルセラ属（Brucella）細菌：E. coli.O157等の大腸菌群（Escherichia coli）：S.typhi（チフス菌），S. paratyphi A（パラチフスＡ菌），S. paratyphi B（パラチフスＢ菌），S. Typhimurium（ネズミチフス菌）S. Enteritidis（ゲルトネル菌）等のサルモネラ属（Salmonella）細菌：V. cholerae（コレラ菌），V. parahaemolyticus（腸炎ビブリオ）等のビブリオ属（Vibrio）細菌：緑膿菌（P. aeruginosa）等のシュードモナス属（Pseudomonas）細菌等が挙げられる。
　また、グラム陽性菌としては、枯草菌(B.subtilis)、炭疽菌(B. anthracis)、セレウス菌(B.cereus)等のバシラス属（Bacillus）細菌：リステリア・モノサイトゲネス菌（L. monocytogenes）リステリア・イバノヴィ菌（L. ivanovii）、リステリア・シーリゲリー菌（L. seeligeri）等のリステリア属（Listeria）細菌：Al. acidoterrestris（旧B. acidoterrestris）等のアリシクロバチルス属（Alicyclobacillus）細菌：S. aureus（黄色ブドウ球菌），S. pyogenes等のブドウ球菌属（Staphylococcus）細菌：C. botulinum（ボツリヌス菌），C. perfringens（ウェルシュ菌），C. difficile, C. sporogens等のクロストリジウム属（Clostridium）細菌：Leuconostocmesenteroides等のリューコノストック属(Leuconostoc)細菌：Desulfotomaculum nigrificans等のデスルフォマクルム属（Desulfotomaculum）細菌：Enterococcus faecalis等のエンテロコッカス属（Enterococcus）細菌等が挙げられる。
　特に、本発明の抗菌剤は、グラム陽性菌に対して、優れた抗菌効果を奏する。
　本発明の抗菌剤は、プロタミンがケイ酸化合物又はその重合物により不溶化あるいは固定化されており、その結果、抗菌作用の持続性に優れ、抗菌性を付与したい対象物に、長期的な抗菌性を付与することができる。
　２．抗菌性製品
　本発明の抗菌性製品は、上記プロタミンシリカまたは抗菌剤を含有し、その結果、抗菌性を有する製品である。
　（１）製品
　抗菌性製品には、本発明のプロタミンシリカまたは抗菌剤を含有する抗菌性組成物や、本発明のプロタミンシリカまたは抗菌剤が基材に担持されてなる抗菌性製品、また本発明のプロタミンシリカまたは抗菌剤が製品表面に付与処理されている抗菌性製品が挙げられる。尚、本明細書において、基材にプロタミンシリカまたは抗菌剤が「担持」されてなるとは、基材にプロタミンシリカまたは抗菌剤が「付着」又は「含有」されてなることを含む概念である。
　具体的に、プロタミンシリカまたは抗菌剤を含有する抗菌性製品としては、例えば、抗菌性塗料、抗菌性プラスチック製品、抗菌性紙製品、抗菌性繊維、抗菌性壁紙、抗菌性不織布、抗菌性加工木材、抗菌性梱包材、抗菌性台所用品、抗菌性食料工場用製品、抗菌性環境浄化用製品、植物病害防除若しくは駆除用の抗菌製剤（例えば、農薬）、抗菌性掃除用製品等が挙げられる。
　植物病害防除若しくは駆除用の抗菌製剤としては、果樹（ブドウ、カンキツなど）、野菜または果物（イチゴ、すいか、トマトなど）、草花、花木などの植物におけるカビ性の病気である灰色カビ病、晩腐病、ベト病（露菌病：卵菌（ミズカビ）による）等の病害の防除若しくは駆除用の抗菌剤が含まれる。このような植物病害防除若しくは駆除用の抗菌製剤は、原体のまま植物に使用してもよく、また常法に従い、鉱物質微粉などの希釈剤で希釈して、粉剤や粒剤として使用してもよい。また、水その他溶媒などに懸濁あるいは溶解させて水和剤、水溶剤、乳剤、液剤、油剤などとして用いることもできる。とりわけ、水和剤などとして用いるのが好都合である。希釈するにあたっては、剤形や対象病害にもよるが、通常500ppm～5000ppm程度、好ましくは1000ppm～3000ppm程度に水で希釈して用いるのが好適である。これらの剤形の抗菌製剤を、対象とする病害や植物に応じて、農作物、草花または樹木に、散布して用いてもよく、エアゾルなどで噴霧して適用してもよく、また直接塗布してもよい。本発明の植物病害防除若しくは駆除用の抗菌製剤は、合成化学農薬に比べ、安全性が高いため、残留農薬や土壌の蓄積の問題が避けられる。また、従来の農薬を用いた場合に伴いがちな果実や果実を用いた製品（ワインやジュースなどの果実加工品）の風味や品質の低下の問題も解消できる場合が多い。このように本願発明の植物病害防除若しくは駆除用の抗菌製剤は、従来の農薬分野のunmet needsを満たす画期的な農薬として有用である。なお、下記する他の抗菌性製品と同様、本発明の植物病害防除若しくは駆除用の抗菌製剤は、単独で用いてもよく、また従来慣用されている植物病害防除剤（ボルドー液あるいは化学農薬）と適宜併用してもよい。ただし、果実や果実を用いた製品（果実加工品）の風味や品質の低下を回避する観点および環境への負荷を低減する観点からは、化学農薬などと併用することなく、本願の植物病害防除若しくは駆除用の抗菌製剤単独で用いるのが好ましい。
　抗菌性製品における本発明のプロタミンシリカまたは抗菌剤の含有割合は、本発明の効果を奏する範囲内で適宜設定することができる。
　また、抗菌性製品には、用途に応じ、本発明のプロタミンシリカまたは抗菌剤以外の他の抗菌剤や公知の添加物等を配合することができる。
　他の抗菌剤としては、例えば、木材防腐防黴剤、繊維抗菌防臭加工剤、接着剤若しくは塗料用の防菌防黴剤、環境用殺菌剤、食品工場用殺菌剤等を挙げることができる。
　木材防腐防黴剤としては、硫酸銅、フッ化ナトリウム、クレオソート油、有機スズ化合物、シクロペンタン誘導体、一価フェノール誘導体、フェニル誘導体、フェノールエーテル誘導体、フェノールエステル誘導体、スルホン誘導体、ヒドロキシルアミン誘導体、二トリル誘導体、ナフタリン類、ピロール誘導体、キノリン誘導体、ベンゾチアゾール誘導体等を挙げることができる。
　繊維抗菌防臭加工剤としては、3-(トリメトキシシリル)プロピルジメチルオクタデシルアンモニウムクロリド等の第4アンモニウム塩、α-ブロムシンナムアルデヒド等の単環炭化水素誘導体、5-クロル-2-(2,4-ジクロルフェノキシ)フェノール等の一価フェノール誘導体、2-(4-チアゾリル)ベンズイミダゾール等のイミダゾール誘導体、2-(3,5-ジメチルピラゾリル)-4-ヒドロキシ-6-フェニルピリミジン等のピリミジン誘導体を挙げることができる。
　接着剤若しくは塗料用の防菌防黴剤としては、3-ヨード-2-プロピニルブチルカルバメート等の第2アミン類、ジチオ-2,2’-ビス(ベンズメチルアミド) 等のフェニル誘導体、o-フェニルフェノール、p-クロル-m-キシレノール等の一価フェノール類、10,10'-オキシビスフェノキサアルシン等のフェノールエーテル誘導体、ジヨードメチル-p-トリルスルホン、1-[(ジヨードメチル)スルホニル]-4-メチルベンゼン等のスルホン誘導体、テトラクロルイソフタロニトリル等のニトリル誘導体、2-(4-チアゾリル)ベンズイミダゾール、1-(ブチルカルバモイル)-2-ベンズイミダゾールカルバミン酸メチル等のイミダゾール誘導体、1-(3-クロルアリル)-3,5,7-トリアザ-1-アゾニアアダマンタンクロリド等の1,3,5-トリアジン誘導体、2-(4-チアシアノメチルチオ)ベンゾチアゾール等のベンゾチアゾール誘導体、1,2-ベンゾイソチアゾリン-3-オン、2-n-オクチル-4-イソチアゾリン-3-オン等のイソチアゾール誘導体、3,5-ジメチルテトラヒドロ-1,3,5,2H-チアジアジン-2-チオン等のチアジアゾール誘導体が挙げられる。
　プラスチック用防菌防黴剤としては、10,10’-オキソビスフェノキサアルシン等のフェノールエーテル誘導体、N,N-ジメチル-N’-フェニル-N’-(フルオロジクロルメチルチオ)スルファミド等のスルホン誘導体、3,4’,5-トリブロムサリチルアニリド等のアニリド誘導体、N-(トリクロルメチルチオ)フタルイミド、N-(フルオロジクロムメチルチオ)フタルイミド、N-トリクロルメチルメルカブト-4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボキシイミド、N-1,1,2,2-テトラクロルエチルチオテトラヒドロフタルイミド等のピロール誘導体、2-(4-チアゾリル)ベンズイミダゾール等のイミダゾール誘導体が挙げられる。
　環境用殺菌剤には、無機化合物類、脂肪族化合物、芳香族化合物が含まれる。
　無機化合物類としては、二酸化塩素、次亜塩素酸ナトリウム、オゾン、亜塩素酸ナトリウム、塩素ガス、過マンガン酸カリウム、過酢酸、さらし粉、過酸化水素等が挙げられる。
　脂肪族化合物としては、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール等の一価アルコール類、ホルムアルデヒド、グルタルアルデヒド(1,5-ペンタンジアール)等の飽和アルデヒド類、エチレンオキシド、プロピレシオキシド等の不飽和エーテル類、ドデシル(アミノエチル)グリシン塩酸塩、テトラデシルジ(アミノエチル)グリシン塩酸塩、ジ(オクチルアミノエチル)グリシン塩酸塩、ラウリルジ(アミノエチル)グリシンナトリウム等のアミノ酸誘導体、塩素化シアヌール酸等のシアヌール酸誘導体、ポリヘキサメチレンビグアニジン塩酸塩、ドデシルグアニジン塩酸塩等のグアニジン誘導体が挙げられる。
　芳香族化合物としては、フェノール、クレゾール、p-クロル-m-クレゾール、2’,4’,5-トリクロル-2-フェノキシフェノール、o-フェニルフェノール、o-フェニルフェノールナトリウム、ヘキサクロルフェン等の一価フェノール誘導体、ベンジルアルコール、スルホン誘導体：N-クロル-p-トルエンスルホンアミドナトリウム(クロラミンT) 等の芳香族アルコール、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム等のアンモニウム塩誘導体、塩酸クロルヘキシジン、グルコン酸クロルヘキシジン等のグアニジン誘導体が挙げられる。
　食品工場用殺菌剤には、無機化合物、脂肪酸化合物、芳香族化合物が含まれる。
　無機化合物としては、過酸化水素、過炭酸ナトリウム、過酸化ピロリン酸ナトリウム、ヨード、ヨードホール（ボビドンヨード、ボロキサマヨード、グリシンヨード）、塩素ガス、さらし粉、高度さらし粉、次亜塩素酸カルシウム、二酸化塩素、オゾン等が挙げられる。
　脂肪酸化合物としては、エタノール、イソプロパノール、n-プロパノール等の一価アルコール、ホルムアルデヒド、グルタルアルデヒド等の飽和アルデヒド、エチレンオキシド、プロピレンオキシド等の不飽和エーテル、β-オキシプロピオラクトン等のラクトン、ドデシル(アミノエチル)グリシン塩酸塩、テトラデシルジ(アミノエチル)グリシン塩酸塩、ジ(オクチルアミノエチル)グリシン塩酸塩、ラウリルジ(アミノエチル)グリシンナトリウム等のアミノ酸誘導体、1,3-ジクロル-5,5-ジメチルヒダントイン等のヒダントイン、アルキルトリメチルアンモニウム塩等の第4アンモニウム塩、ポリクロルイソシアヌール酸塩等のシアヌール酸誘導体、ポリヘキサメチレンビグアニジン塩酸塩、ドデシルグアニジン塩酸塩、1,6-ビス(2-エチルヘキシルビグアジニノ)ヘキサン等のグアニジン誘導体が挙げられる。
　芳香族化合物としては、α-ブロムシンナムアルデヒド等の単環炭化水素誘導体、フェノール、クレゾール、キシレノール、クロルフェノール、p-クロム-m-クレゾール、p-クロム-m-キシレノール、o-フェニルフェノール、ヘキサクロルフェン、2’,4’,5’-トリクロム-2-フェノキシフェノール(イルガサンDP300)、ジクロルメタキシレノール等の一価フェノール誘導体、N-クロル-p-トルエンスルホンアミドナトリウム(クロラミンT)、N-クロルベンゼンスルホンアミドナトリウム(クロラミンB)、ジクロル-p-スルホンアミド安息香酸(パラゾーン)等のスルホン誘導体、塩酸クロルヘキシジン等のグアニジン誘導体、ジアルキル(C１２～C１８)ジメチルベンジルアンモニウムクロリド、ジメチルベンジルアンモニウムクロリド、メチルオキシエチルドデシルオキシエチルベンジルアンモニウムクロリド等の第4アンモニウム塩、アルキルピリジニウムハライド等のピリジン誘導体、アルキルイソキノリニウムハライド等のイソキノリン誘導体が挙げられる。
　その他天然系の、ヒノキチオール、カテキン、ヨモギエキス、アロエエキス、シソの葉エキス、ドクダミ、甘草エキス、ヒバオイルなども用いることができる。他の抗菌剤と併用する場合、とりわけ、これら天然系の抗菌剤との併用は、環境への付加の低さや安全性の観点から好適である。
　本発明において基材としては、シリカとの反応に先立って、プロタミン分子を吸着し、バイオシリカ形成の反応場を提供し得る表面あるいはマトリクス構造を有する固体であれば適宜用いることができる。逆に、プロタミンまたはその塩との反応に先立って、シリカを付着乃至吸着などし、固着でき、バイオシリカ形成の反応場を提供できるものも用いることができる。
　かかる基材の材質は特に限定されず、例えば、ポリプロピレン、またはポリエチレン等の合成樹脂；或いは、綿、麻、またはパルプ等のセルロース繊維；又は羊毛、獣毛、絹などの動物由来の繊維等の天然系物質を用いたものであってよい。
　（２）製造方法 
　本発明の抗菌性製品の製造方法は、製品の種類等によって適宜設定することができる。例えば、抗菌性製品を製造するに際し、製造原料に本発明のプロタミンシリカまたは抗菌剤を含有させる方法が挙げられる。具体的に、本発明の抗菌性製品が抗菌性塗料である場合は、塗料の原料に、本発明のプロタミンシリカまたは抗菌剤を配合し、定法に従って混合し、抗菌性を有する塗料製品を調製する方法が挙げられる。また本発明の抗菌性製品が抗菌性プラスチックであれば、プラスチックの原料（プラスチック材料）に本発明のプロタミンシリカまたは抗菌剤を配合し、定法に従って混合、成形して抗菌性を有するプラスチック製品を製造する方法が挙げられる。
　また、他の抗菌性製品の製造方法としては、例えば、対象とする製品の表面に本発明のプロタミンシリカまたは抗菌剤を付与する方法が挙げられる。例えば、製品表面に本発明のプロタミンシリカ、抗菌剤又はこれらを含む組成物を塗布、吹きつけ等によって抗菌性を付与する方法が挙げられる。
　また、本発明のプロタミンシリカまたは抗菌剤を、対象とする製品の一部に担持させる方法が挙げられる。例えば、対象とする製品が一部に前述する基材を有する場合、本発明のプロタミンシリカまたは抗菌剤を当該基材に担持させる方法が挙げられる。この場合、基材にプロタミンシリカまたは抗菌剤を担持させる方法としては、（ａ）基材を本発明のプロタミンシリカまたは抗菌剤で表面処理する方法、（ｂ）基材を構成する原料に本発明のプロタミンシリカまたは抗菌剤を含有させて基材を作製する方法、（ｃ）基材にプロタミン又はその塩を接触させ、次いでケイ酸化合物を接触させて、基材上で本発明の抗菌剤を製造する方法、或いは（ｄ）基材にケイ酸化合物を接触させ、次いでプロタミン又はその塩を接触させて、基材上で本発明の抗菌剤を製造する方法等が挙げられる。（ｃ）及び（ｄ）において、基材にプロタミン又はその塩を接触させる方法としては、例えばプロタミン又はその塩を含む塩基性溶液に基材を浸漬する方法が挙げられる。また基材にケイ酸化合物を接触させる方法としては、例えばケイ酸化合物を含む塩基性溶液に基材を浸漬する方法等が挙げられる。ここで塩基性溶液としては、プロタミン又はその塩やケイ酸化合物と相溶性があるｐＨ７より高い塩基性領域の溶液、具体的にはｐＨ８～１４、好ましくはｐＨ９～１３、より好ましくはｐＨ１１～１３程度の溶液を挙げることができる。かかる溶媒としては、水、アルコール水溶液、又はその混合溶媒等が例示される。なお、アルコールとしては、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどが好ましい。
　（３）本発明の抗菌性製品の特性
　本発明の抗菌性製品は、上記本発明のプロタミンシリカ又は抗菌剤を含有してなり、これによりプロタミンが本来有する抗菌作用を安定的に持続させることができるものである。このことから、本発明の抗菌性製品は、従来のプロタミンを用いた抗菌性製品に比べ長期的かつ安定した抗菌作用を奏する。
　また、本発明の抗菌性製品は、製品を製造する原料に上記プロタミンシリカ又は抗菌剤を配合して、製品を製造したり、上記プロタミンシリカ又は抗菌剤を製品表面に付与したりすることにより製造することができる。また、本発明の抗菌性製品は、プロタミン又はその塩とケイ酸化合物との反応生成物（プロタミンシリカ）を利用するものであるから、抗菌性を付与したい製品をプロタミン又はその塩によって処理し、且つケイ酸化合物によって処理することによっても製造することができる。これにより、長期的な抗菌作用を有する抗菌性製品を簡便かつ容易に製造できる。 
　３．抗菌性フィルター
　本発明の抗菌性製品の具体例としては、上記（Ａ）プロタミン又はその塩と、（Ｂ）ケイ酸化合物との反応生成物（プロタミンシリカ）が、フィルター基材に担持されてなる抗菌性フィルターが挙げられる。
　ここでフィルター基材としても、前記したような、シリカとの反応に先立って、プロタミン分子を吸着し、バイオシリカ形成の反応場を提供し得る表面あるいはマトリクス構造を有する固体であれば用いることができる。特に、各種布などで代表される繊維或いは網目構造を有する膜状のものなどが好ましい。
　フィルター基材の材質は、特に限定されないが、例えば、ポリプロピレン（PP）、ポリエチレン（PE）、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)等のオレフィン系樹脂；ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリオキシメチレン(POM)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)等のエーテル・ケトン系樹脂；ポリスルフォン(PSU)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルサルフォン(PES)等のサルファイド・サルフォン系樹脂；ポリカーボネイト(PC)、ポリアリレート(PAR)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のエステル系樹脂；ナイロン6(N6)、ナイロン66(N66)、ナイロン12(N12)、ナイロン46(N46)等のアミド系樹脂；ポリエーテルイミド(PEI)、ポリアミドイミド（PAI）、ポリイミド(PI)等のイミド系樹脂；エチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、フッ化エチレンプロピレン(FEP)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素系樹脂等の合成樹脂；綿、麻、レーヨンまたはパルプ等のセルロース繊維；又は羊毛、獣毛または絹などの動物由来の繊維等の天然系物質が挙げられる。
　また、フィルターの用途も特に限定されず、例えば、換気扇フィルター、空気清浄フィルター、水処理用フィルター等が挙げられる。
　フィルターには、本発明の抗菌剤やプロタミン以外の他の抗菌性化合物が配合されていてもよい。他の抗菌性化合物としては、例えば、抗菌性を有するイミダゾール系化合物、柑橘系化合物（柑橘性植物抽出成分）、また、上記２の項目に記載した抗菌性化合物等が挙げられる。
　抗菌性フィルターの製造方法も、特に限定されないが、例えば、（１）フィルター基材にプロタミン又はその塩を接触させる工程、次いで（２）（１）で得られたフィルター基材にケイ酸化合物を接触させる工程を含む方法が挙げられる。また（１）フィルター基材にケイ酸化合物を接触させる工程、次いで（２）（１）で得られたフィルター基材にプロタミン又はその塩を接触させる工程を含む方法が挙げられる。これらの方法は、好ましくは塩基性条件下で実施される。具体的には、実施例に記載の方法が挙げられる。
　基材にプロタミン又はその塩を接触させる方法としては、例えば、プロタミン又はその塩を含む、好ましくは塩基性の水溶液に基材を浸す方法が挙げられる。この場合、水溶液におけるプロタミン又はその塩の濃度は、通常、0.1～15重量％程度、特に1～10重量％程度である。
　また基材にケイ酸化合物を接触させる方法としては、例えばケイ酸化合物を含む、好ましくは塩基性の水溶液に基材を浸す方法が挙げられる。この場合、ケイ酸化合物の濃度は0.1～40重量％程度、特に1～30重量％が好ましい。
　上記抗菌性フィルターは、抗菌作用の安定性に優れ、長期的な抗菌作用が奏される。更に、上記抗菌性フィルターの製造方法によれば、安定した抗菌性を有し、かつ長期的な抗菌作用が付与されたフィルターを簡便に製造することが可能になる。
　以下、本発明をより詳細に説明するために、実施例及び比較例を用いて説明を行うが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。尚、本明細書において、「％」は特に断らない限り、「重量％」を意味する。また、「ppm」は特に断らない限り、「重量ppm」を意味する。また、下記においてプロタミン又はその塩とケイ酸化合物との反応生成物のうち、特に抗菌性を有する反応生成物を「プロタミンシリカ」とも称する。
　実施例１．プロタミン硫酸塩とケイ酸ソーダとの反応
　Ａ液は、４号珪酸ソーダ〔富士化学（株）製、SiO２：24.12％、Na２O：7.49％、SiO２/Na２O（モル比）=3.4、d＝1.313(20℃)〕11.21g に蒸留水を加えて45ml とすることにより調製した。Ｂ液は、水5ml にプロタミン硫酸塩（サケ由来、和光純薬工業（株）製）0.05gを加えて煮沸溶解して調製した。Ａ液（室温）にＢ液（80～100℃）を添加し（pH11～12）、３時間程度撹拌して反応させた。得られた生成物を、80℃で乾燥後、電子顕微鏡写真により観察した。結果を図１に示す。図１の上段及び下段はそれぞれ倍率を30,000倍及び150,000倍に拡大した画像である。
　図１に示されるように、塩基性水溶液中におけるプロタミンとケイ酸ソーダとの反応により粒子状の生成物が形成されていることが確認された。
　実施例２．反応生成物の抗菌性（細菌に対する最小発育阻止濃度）
　プロタミン硫酸塩、並びにプロタミン硫酸塩とケイ酸ソーダとの反応から得られる反応生成物について、大腸菌（Escherichia coli）、黄色ブドウ球菌（Staphylococcus　aureus）、及び枯草菌（Bacillus Subtilis）のそれぞれの細菌に対する最小発育阻止濃度(MIC)を検討した。
　反応生成物は、実施例１と同様に、４号ケイ酸ソーダ（富士化学（株）、SiO２：24.12％，Na２O：7.49％，SiO２/Na２O（モル比）=3.40，d＝1.313）11.45gに蒸留水を加えて45mlにしたもの（室温）に、蒸留水5ml にプロタミン（サケ由来、和光純薬工業（株）製）0.05gを加えて煮沸溶解したもの（80～100℃）を加えて（pH11～12）、３時間程度撹拌して反応させ、得られた生成物を、水洗して80℃で乾燥させたものを使用した。
　接種菌液として、試験に使用する培地（MHB培地：Mueller Hinton Broth培地（DIFCO製））と同じ培地で前培養した後、菌数調整した下記液を使用した。
　大腸菌（Escherichia coli、NBRC 3972)　　　　　　　1.5×10４CFU/ml
黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus、NBRC 12732)　4.0×10５CFU/ml
枯草菌（Bacillus Subtilis、NBRC No.3009) 　　　　　 1.0×10２CFU/ml。
　滅菌済み24 穴マルチウェルプレートの１番目以外の穴にMHB培地（DIFCO製）1ml を入れ、１番目の穴に、2000ppmのプロタミン硫酸塩または2000ppmのプロタミンシリカを分散させたMHB培地を2ml入れた。
　１番目の穴の液を1ml 取り、２番目の穴に入れて分散させ２倍希釈液とした。同様に続く穴に分散させて順次２倍希釈を行い、プロタミン硫酸塩またはプロタミンシリカを2000、1000、500、250、125、62.5、31.3、15.6、7.8、3.9、2.0、0.98、0.49、0.24、0.12、0.061、0.031、0.015、0.0076、0.0038、0.0019、0.00095、0.00048、及び0.00024ppm の各濃度に調製した液を作製した。得られた各濃度液に、上記接種菌液を、各100μl添加した。その後、37℃の恒温器中の振とう器（100rpm）に設置し、24 時間培養を行った。
　結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示されるように、プロタミン硫酸塩の各細菌に対する最小発育阻止濃度は、大腸菌に対しては5.6ppm、黄色ブドウ球菌に対しては3.9ppm、枯草菌に対しては3.9ppm であった。また、反応生成物の各細菌に対する最小発育阻止濃度は、大腸菌に対しては31.3ppm、黄色ブドウ球菌に対しては7.8ppm、枯草菌に対しては7.8ppm であった。
　当該結果から、上記方法で調製した反応生成物は、プロタミン硫酸塩に匹敵する抗菌性を有していることがわかった。
　実施例３．プロタミン硫酸塩及びプロタミンシリカの抗菌活性持続試験
　プロタミン硫酸塩、及び本発明の反応生成物（プロタミンシリカ）について、抗菌活性の持続性を評価した。
　反応生成物として、抗菌性を確認した実施例２と同様の方法で作製した反応生成物（プロタミンシリカ）を使用した。
　接種菌液としては、NA スラント培地（Nutrient Agar(日水製薬(株)製)）で前培養した枯草菌（Bacillus Subtilis：NBRC No.3009)を、1/100NB培地（Nutrient Broth（栄研化学(株)製））で10５CFU/mlとなるように菌数調整した液を用いた。
　試験区としては、下記（a)～（c)を用意した。
(a)対照区：50ml容量の樹脂製遠沈管にMHB培地（DIFCO 製）30mlのみ添加
(b)プロタミン硫酸塩区：50ml容量の樹脂製遠沈管にいれたMHB 培地 30ml にプロタミン硫酸塩15mgを添加
(c)プロタミンシリカ区：50ml容量の樹脂製遠沈管にいれたMHB 培地 30ml にプロタミンシリカ15mgを添加。
　各試験区に、接種菌液10５CFU/ml を1ml 加え、室温(約23℃)で、100rpmにて振とう培養を行った。培養24時間後に各試験区（培養菌液約30ml）から1mlずつ培養菌液を採取し、SA 培地（Standard Method Agar(日水製薬(株)製)）で固めて培養し菌数測定を行った。また各試験区の残りの培養菌液（約29ml）を遠心分離(3000rpm、10min)し、上澄み液を廃棄した。その遠沈管に新たにMHB 培地30ml と接種菌液10５CFU/mlを1ml 加え、室温(約23℃)で振とう(100rpm)培養を行った。この操作（洗い出し）を10 回繰り返した。
　結果を下記表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に示されるように、プロタミン硫酸塩の抗菌活性は1 回目の洗い出しで消失した。一方、プロタミンシリカの抗菌活性は７回目まで持続された。プロタミンシリカについては洗い出し操作によっても抗菌活性が持続した理由としては、抗菌活性を有するプロタミンがケイ酸化合物に担持され、固定化されたことによるものと考えられた。
　実施例４．プロタミン硫酸塩量とケイ酸ソーダ濃度を変えて調製したプロタミンシリカの抗菌性
　実施例２及び３の結果からプロタミン硫酸塩とケイ酸ソーダを反応させると、抗菌性を有する反応生成物（プロタミンシリカ）が得られることが明らかになった。そこで、反応に使用するプロタミン硫酸塩量やケイ酸ソーダ濃度により、生成するプロタミンシリカの量やその抗菌性に差異があるかを調べた。
　（１）プロタミンシリカの製造方法
　Ａ液として、３号ケイ酸ソーダ〔SiO２：29.1％、Na２O：9.39％、SiO２/Na２O（モル比）= 3.2、d＝1.405(20℃)〕に蒸留水を加えて、5000ppm、1％、2.5％、5％、10％濃度のケイ酸ソーダ水溶液を40ml 作製した。
　Ｂ液として、水5ml にプロタミン硫酸塩(サケ由来、分子量3,000～10,000）を0.05g、0.1g、0.5gを加えて、レンジ加熱(煮沸)により溶解させてプロタミン硫酸塩水溶液を作製した。　Ａ液（室温）にＢ液（80～100℃）を添加して（pH10～12）、３時間程度撹拌して反応させた。
　得られた反応液を遠心分離(3000rpm,10分間)にかけた後、上澄み液を廃棄し、沈殿残渣（プロタミンシリカ）に蒸留水を加えて撹拌した。この操作を５回繰り返した。その後、沈殿残渣（プロタミンシリカ）を乾燥器(80℃)で48 時間乾燥を行い、重量を測定した。その後、乳鉢で粉砕して、電子顕微鏡観察をするとともに、下記の抗菌性試験を行った。
　（２）抗菌性試験(最小発育阻止濃度：MIC)
　接種菌液として、黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus、NBRC 12732)（4.0×10５CFU/ml）を100μl 用いた。当該接種菌液は、試験に使用する液体培地（MHB培地、DIFCO社製）と同じ培地で前培養したものを1/100NB で菌数調整して用いた。
　滅菌済み24 穴マルチウェルプレートの1 番目以外の穴にMHB培地1mlを入れ、１番目の穴に12800ppmのプロタミンシリカを分散したMHB培地を2ml 入れた。
　１番目の液を1ml 取り、２番目に入れて分散させ２倍希釈液とした。同様に順次２倍希釈を行い、プロタミンシリカの12800，6800，3200，1600，800，400，200，100，50，25，12.5，6.25，3.13，1.56，0.78，0.39，0.20，0.098，0.049，0.024，0.012，0.006，0.003，0.0015ppm濃度の液を作製した。各濃度液に上記接種菌液を100μl 添加した。その後、これを37℃の恒温器中で振とう器に設置し、24 時間、振盪培養（100rpm）を行い、最小発育阻止濃度(MIC値)を測定した。
 結果を、下記表３～５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 プロタミン硫酸塩0.05ｇとケイ酸ソーダ（0.5～10％/40ml）との反応によって生成したプロタミンシリカを電子顕微鏡で観察した結果を図１に示す。図１に示すように、水溶液中にプロタミン硫酸塩とともに溶解または分散させたケイ酸ソーダは、粒子径100nm～1μm程度のサブミクロンサイズの球状粒子を形成しており（電子顕微鏡観察による目視測定）、これからケイ酸ソーダが散乱若しくは散逸した状態から自己組織化または自己集合していることが確認された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
プロタミン硫酸塩0.1ｇとケイ酸ソーダ（0.5～10％/40ml）との反応によって生成したプロタミンシリカを電子顕微鏡で観察して結果を図２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　プロタミン硫酸塩0.5ｇとケイ酸ソーダ（0.5～10％/40ml）との反応によって生成したプロタミンシリカを電子顕微鏡で観察して結果を図３に示す。
　上記表３～５の結果から、反応生成物の量は、ケイ酸ソーダよりもむしろプロタミン硫酸塩の量に依存することが分かった。また、反応液中のケイ酸ソーダの濃度が1％以上では、反応生成物の量は、反応に使用したプロタミン硫酸塩の重量の約1.3倍であることがわかった。また、S.aureusに対する抗菌性は、反応に使用するケイ酸ソーダやプロタミン硫酸塩の量に依存せず、一定で高い抗菌性を示すことがわかった。また、プロタミン硫酸塩の量によっても異なるが、2.5％以下のケイ酸ソーダを用いることで球形のプロタミンシリカが生成する傾向が認められた。
　実施例５．プロタミン硫酸塩と塩基性コロイダルシリカの反応 
　ここではケイ酸化合物としてコロイダルシリカを用いてプロタミンの塩と反応を行い、生成したプロタミンシリカの抗菌性を評価した。 
　（１）材料 
　コロイダルシリカとして、以下のシリカゾルを用いた。また対照のため、３号ケイ酸ソーダも用いた。
1)スノーテックスS (日産化学工業製) 粒子径8～11 nm, pH 9.5 ～10.5 
2)スノーテックスXS (日産化学工業製) 粒子径4～6 nm, pH 9.0 ～10.0 
3)３号ケイ酸ソーダ (富士化学製) モル比(SiO2 / Na2O) 3.2, pH > 12。
　（２）実験方法 
　（２－１）プロタミンシリカの製造 
　Ａ液として、ケイ酸濃度を1％あるいは10％に調整した各種ケイ酸化合物溶液を作製した。　Ｂ液として、蒸留水5ml にプロタミン硫酸塩(サケ由来、分子量3,000～10,000）0.1gを加えて、レンジ加熱(煮沸)により溶解し、プロタミン硫酸塩の水溶液を作製した。
　Ａ液40 mL（室温）に上記Ｂ液（80～100℃）を添加し（pH11～12）、３時間程度撹拌して反応させた。得られた反応液を3,000 rpm, 10分間遠心し、上清を除いたあと、沈殿残渣（反応生成物）を蒸留水で撹拌しながら洗浄した。この操作を３回行った。続いて、沈殿残渣（反応生成物）を99.5 容量％の エタノール含有水溶液で２回洗浄した。その後、得られた沈殿残渣（反応生成物）を乾燥器(80℃)で15時間乾燥し、重量を測定した。その後、乳鉢で粉砕して抗菌性試験に用いた。 
　（２－２）抗菌性試験(最小発育阻止濃度：MIC) 
　接種菌として、大腸菌（Escherichia coli、NBRC 3972)、及び黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus、NBRC 12732)を用いた。各菌は、試験に使用する液体培地（MHB培地、DIFCO社製）で前培養したものを1/100NB培地で菌数調整した。具体的には、Escherichia coli (NBRC 3972)は、2.3×105 CFU/mLに調整し、またStaphylococcus aureus(NBRC 12732)は、 5.0×105CFU/mLに調整した。
　滅菌済み24 穴マルチウェルプレートの１番目以外の穴にMHB培地１mLを入れ、１番目の穴に12800 ppm のプロタミンシリカを分散したMHB培地を2 mL入れた。１番目の液1 mL 取り、２番目に入れて分散させ２倍希釈液とした。同様に順次２倍希釈を行い、プロタミンシリカの12800，6400，3200，1600，800，400，200，100，50，25，12.5，6.25，3.13，1.56，0.78，0.39，0.20，0.098，0.049，0.024，0.012，0.006，0.003，0.0015ppm濃度の液を作製した。各濃度に調整した液にE. coli,またはS. aureus の接種菌液を100μLずつ添加した。その後、37℃の恒温器中の振とう器に設置し、24 時間振とう培養(100rpm)を行い、最小発育阻止濃度(MIC値)を測定した。 
　（３）結果
　反応生成物（プロタミンシリカ）の収量を表６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　また、大腸菌、及び黄色ブドウ球菌のそれぞれに対するMIC値を表７に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　（４）考察 
　ケイ酸化合物としてコロイダルシリカを用いた場合でも、ケイ酸濃度に関わらず、抗菌性を示すプロタミンシリカが得られることがわかった。但し、ケイ酸化合物としてコロイダルシリカを用いた場合、ケイ酸濃度が高い方がMIC値が高くなる傾向があった。これは、ケイ酸濃度が高いコロイダルシリカのほうが、生成するプロタミンシリカ単位重量あたりのプロタミンの含有率が少ないためと考えられた。
　実施例６．プロタミン硫酸塩と酸性コロイダルシリカの反応 
　上記でプロタミンシリカと塩基性コロイダルシリカにより、抗菌性を有するプロタミンシリカが得られることがわかった。
　そこで、ここでは酸性コロイダルシリカを用いてプロタミンシリカを作製し、その抗菌性を評価した。 
　（１）材料 
　コロイダルシリカとして、以下の酸性のシリカゾルを用いた。また対照のため、３号ケイ酸ソーダも用いた。
1)スノーテックスOS (日産化学工業製) ：粒子径 8～11nm, pH 2.0 ～ 4.0 
2)スノーテックスOXS (日産化学工業製) ：粒子径 4～6nm, pH 2.0 ～ 4.0 
3)3号ケイ酸ソーダ (富士化学製) ：モル比(SiO2 / Na2O) 3.2, pH > 12 。
　（２）実験方法
　（２－１）プロタミンシリカの製造 
　スノーテックスOS をNaOHでpH9.5又は9.6に調整した。また、スノーテックスOXSをNaOHでpH9.4又は9.5に調整した。 
　Ａ液として、ケイ酸濃度を１％に調整し、上記するようにNaOHでpH9.4～9.6に調整した溶液を作製した。 
　Ｂ液として、蒸留水5ml にプロタミン硫酸塩(サケ由来、分子量3,000～10,000）0.5gを加えて、レンジ加熱(煮沸)により溶解し、プロタミン硫酸塩の水溶液を作製した。
　Ａ液40 mL（室温）にＢ液（80～100℃）を添加し（pH11～12）、３時間程度撹拌して反応させた。得られた反応液を3,000 rpm, 10分間遠心し、上清を除いたあと、沈殿残渣（反応生成物）を蒸留水で撹拌しながら洗浄した。この操作を３回行った。その後、沈殿残渣（反応生成物）を乾燥器(80 ℃)で15時間乾燥し、重量を測定した。その後、乳鉢で粉砕して下記の抗菌性試験に用いた。 
　（２－２）抗菌性試験(最小発育阻止濃度：MIC) 
　接種菌として、大腸菌（Escherichia coli、NBRC 3972)又は黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus、NBRC 12732)を用いた。各菌は試験に使用する液体培地（MHB培地、DIFCO社製）で前培養したものを1/100 NB培地で菌数調整した。具体的には、Escherichia coli (NBRC 3972)は 3.8×105 CFU / mLに、Staphylococcus aureus(NBRC 12732)は 4.5×105CFU / mLに調整した。
　滅菌済み24 穴マルチウェルプレートの１番目以外の穴にMHB培地1 mL を入れ、１番目の穴に6400 ppm のプロタミンシリカを分散したMHB培地を2 mL 入れた。１番目の液1 mL 取り、２番目に入れて分散させ２倍希釈液とした。同様に順次２倍希釈を行い、プロタミンシリカの6400，3200，1600，800，400，200，100，50，25，12.5，6.25，3.13，1.56，0.78，0.39，0.20，0.098，0.049，0.024，0.012，0.006，0.003，0.0015ppm濃度の液を作製した。各濃度の液にE.coliまたはS. aureus の接種菌液を100μLずつ添加した。その後、37℃の恒温器中の振とう器に設置し、24 時間振とう培養(100rpm)を行い、最小発育阻止濃度(MIC値)を測定した。 
　（３）結果 
　反応生成物（プロタミンシリカ）の収量を表８に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　また、大腸菌、黄色ブドウ球菌に対するMIC試験結果を表９に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
　（４）考察 
　上記結果から、ケイ酸化合物として酸性コロイダルシリカを用いた場合でも、抗菌性を有するプロタミンシリカが得られることがわかった。但し、プロタミンとの反応には、pH９.4～9.6程度に調整したものを使用しており、この塩基性の反応条件がプロタミンシリカの構造や抗菌性に関係することが示唆された。 
　実施例７．プロタミン硫酸塩とコロイダルシリカの反応 
　上記実施例５及び６の結果より、反応生成物は塩基性環境下で生成させることが抗菌性を持つために重要であることが示唆された。
　条件を更に検討するため、コロイダルシリカをNaOHで予めpH12以上の強塩基性に調整し、プロタミンとの反応を行い、得られた反応生成物の抗菌性(最小発育阻止濃度：MIC)を評価した。
　（１）材料 
　コロイダルシリカとしては、以下のシリカゾルを用いた。
1) スノーテックスS (日産化学工業製) 粒子径8～11 nm, pH 9.5～10.5 
2) スノーテックスOS (日産化学工業製) 粒子径8～11 nm, pH 2.0～4.0 
3) スノーテックスXS (日産化学工業製) 粒子径4～6 nm, pH 9.0～10.0 
4) スノーテックスOXS (日産化学工業製) 粒子径4～6 nm, pH 2.0～4.0 。
　（２）実験方法 
　（２－１）pH調整 
　下記表１０に示すとおり、各種シリカゾルをNaOHでpH12以上の強塩基性にpH調整をした。pHメーターはsartorius製Docu-pH Meterを使用した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
　（２－２）プロタミンシリカの製造 
　Ａ液として、上記コロイダルシリカを、SiO2濃度が１％、ｐＨが上記（２－１）に示す値になるように調整した溶液を作製した。 
　Ｂ液として、蒸留水5ml にプロタミン硫酸塩(サケ由来、分子量3,000～10,000）0.1gを加えてレンジ加熱(煮沸)することにより溶解し、プロタミン硫酸塩の水溶液を作製した。
　Ａ液40 mL（室温）にＢ液（80～100℃）を添加し、３時間程度撹拌して反応させた。反応液を3,000 rpmで10分間遠心し、上清を除いたあと、沈殿残渣（プロタミンシリカ）を蒸留水で撹拌しながら洗浄した。この操作を３回行った。その後、沈殿残渣（プロタミンシリカ）を乾燥器(80 ℃)で15時間乾燥し、重量を測定した。その後、乳鉢で粉砕して下記の抗菌性試験に用いた。
　（２－３）抗菌性試験(最小発育阻止濃度：MIC) 
　接種菌として、大腸菌（Escherichia coli、NBRC 3972)又は黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus、NBRC 12732)を用いた。各菌は使用する液体培地（MHB培地、DIFCO社製）で前培養したものを1/100 NB培地（Nutrient Broth（栄研化学(株)製））で菌数調整して使用した。具体的には、Escherichia coli (NBRC 3972)は 3.8×105 CFU / mLに、Staphylococcus aureus(NBRC 12732)は 4.5×105 CFU / mLを100 μL を接種した。
　滅菌済み24 穴マルチウェルプレートの１番目以外の穴にMHB培地1 mL を入れ、１番目の穴に12800 ppm のプロタミンシリカを分散したMHB培地を2 mL 入れた。１番目の液1 mL取り、２番目に入れて分散させ２倍希釈液とした。同様に順次２倍希釈を行い、プロタミンシリカの12800,　6400，3200，1600，800，400，200，100，50，25，12.5，6.25，3.13，1.56，0.78，0.39，0.20，0.098，0.049，0.024，0.012，0.006，0.003，0.0015ppm濃度の液を作製した。各濃度液にE. coli,または S. aureus の各接種菌液を100 μLずつ添加した。その後、これを37℃の恒温器中の振とう器に設置し、24 時間振とう培養(100rpm)し、最小発育阻止濃度(MIC値)を測定した。 
　（３）結果 
　反応生成物の収量を表１１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
　また、大腸菌、黄色ブドウ球菌に対するMIC値を表１２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
　上記結果から、ケイ酸化合物として強塩基性にしたコロイダルシリカを用いて得られた反応生成物が、良好な抗菌性を示すことがわかった。
　実施例６と７の結果から、塩基性環境の条件下でプロタミンまたはその塩とケイ酸化合物とを反応することで抗菌性を有する反応生成物（プロタミンシリカ）が得られることが確かめられ、またpH12程度の強塩基性条件では、より良好な抗菌作用を奏するプロタミンシリカが得られることがわかった。
　実施例８．反応ｐＨ条件と反応生成物の抗菌性との関係
　実施例５～７の結果から、抗菌作用を有する反応生成物（プロタミンシリカ）の生成には、反応液のｐＨが重要であることが示唆された。このため、ここではｐＨ２～１２の各条件でプロタミンとケイ酸化合物を反応させて、反応生成物の生成量とその抗菌性（最小発育阻止濃度：MIC）について評価した。
　（１）材料
1)プロタミン塩
　プロタミン硫酸塩（サケ由来）、分子量3,000～10,000
2)ケイ酸化合物
　シリカゾル溶液（スノーテックスＸＳ：日産化学工業(株)製）、SiO２含有量20％、粒子径4～6nm、pH9.0～10.0
　（２）実験方法
（2-1) 反応生成物の製造及び生成量の測定
　Ａ液として、シリカゾル溶液に塩酸又は水酸化ナトリウムを用いて、ｐＨ2、4、6、7、8、9、10、11または12に調整した後、蒸留水を加えてケイ酸濃度が１％になるように調整した溶液を40mL作成した。Ｂ液として水5mlにプロタミン硫酸塩を100mg加えてレンジ加熱(煮沸)により溶解し、プロタミン硫酸塩の水溶液を調製した。Ａ液40mL（室温）にＢ液（80～100℃）を添加して撹拌して反応させた。
　各反応液を室温で放置し、３日経過後の上澄液を採取し、上澄液中に残存するプロタミン硫酸塩の量をピロガロールレッドによる吸光光度分析により測定した。また、沈殿物（プロタミンシリカ）は洗浄液が中性になるまで水洗した後、80℃の乾燥機で乾燥し、重量を測定した。
　（2-2)抗菌性試験(最小発育阻止濃度：MIC)
　接種菌として黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus、NBRC 12732)を用いて、実施例７に記載する方法に従って、生成した反応生成物の最小発育阻止濃度(MIC値)を測定した。 
　（３）結果
　各反応条件下での反応生成物の生成量を表１３、抗菌性能を表１４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
　以上の結果より、酸性～アルカリ性のｐＨ条件に関わらず反応生成物の生成が確認された。反応時のケイ酸化合物のｐＨが強アルカリ性になればなるほど生成する反応生成物中のプロタミン含有量が増え、ｐＨが9以上では、反応に使用したほぼ100％のプロタミンが反応生成物中に組み込まれていた。また、反応生成物中のプロタミンとシリカの比率は、ｐＨにより異なるがプロタミン1に対してシリカ５～９であった。また、黄色ブドウ球菌に対する抗菌性能は、ｐＨ７より高いｐＨ条件、好ましくはｐＨ８以上、より好ましくはｐＨ９以上のアルカリ性条件下で反応生成させた反応生成物に固有に認められ、ｐＨ７（中性）よりも低いｐＨ条件で反応生成させた反応生成物には認められなかった。
　実施例９．プロタミンシリカフィルターの作製
　抗菌性反応生成物（プロタミンシリカ）の用途について、フィルターを用いて検討を行った。
　（１）材料
　フィルターは、下記市販のフィルター３種を用いた。
フィルター１：
　用途：換気扇フィルター、販売元：オーム電機、材質：PE（ポリエチレン） 不織布
フィルター２：
　用途：空気清浄フィルター、販売元：住友スリーエム、材質：PP（ポリプロプレン）
フィルター３：
　用途：空気清浄フィルター、販売元：アイム、材質： PP（１層）と PE（２層）とからなる積層シート（備考：抗菌化合物（イミダゾール系・柑橘系化合物）配合）。
　実験では、各フィルターについて、4cm×4cmのサンプルを用意した。
　10mg/mlプロタミン硫酸塩水溶液は、蒸留水300mlにプロタミン硫酸塩（和光純薬工業株式会社）3gを添加後、煮沸溶解することで調製した。10％ケイ酸ソーダ水溶液は、３号ケイ酸ソーダ〔富士化学（株）製、（SiO２：29.1％、Na２O：9.39％、d＝1.405）171.8gに蒸留水を加えて500gとすることにより調製した。
　（２）実験方法
　フィルター１～３の各サンプル（4cm×4cm）を、それぞれ下記に示す各処理条件で処理し、プロタミンシリカの付着状態を比較した。
Ｃ（Control）：いずれの処理も行なわない
Ｗ（Water）：水洗処理のみを行う
Ｐ（Protamin）：プロタミン処理後、ケイ酸ソーダ処理し、最後に水洗処理を行う。
　プロタミン処理は、プロタミン硫酸塩水溶液（室温、pH7）に各フィルター片を１分間程度浸すことにより行った。
　ケイ酸ソーダ処理は、上記プロタミン処理した各フィルター片について、水を切った後、10％ケイ酸ソーダ液（室温、pH11～12）に１分間程度浸すことにより行った。
　水洗処理は、各フィルター片を水道流水でよく洗浄した後、水を切り50 ℃で乾燥させることにより行った。
　（３）各フィルターにおけるプロタミンシリカの付着
　上記処理をしたフィルター１（1C、1W、1P）をデジタルカメラで撮影した画像を図２に、光学顕微鏡で観察した画像を図３に示す。またフィルター２（2C、2W、2P）をデジタルカメラで撮影した画像を図４に、光学顕微鏡で観察した画像を図５に示す。さらにフィルター３（3C、3W、3P）をデジタルカメラで撮影した画像を図６に、光学顕微鏡で観察した画像を図７に示す。なお、図７は上から順番に、１層外面及び内面並びに２層内面及び２層外面を光学顕微鏡で観察した画像である。
　図５～１０に示される結果から、プロタミン処理及びケイ酸ソーダ処理を行ったフィルター１～３（1P、2P、3P）において、いずれも反応生成物と考えられる白色の粉体が付着していることが確認できた。　
　実施例１０．プロタミンシリカフィルターの抗菌性試験
　実施例９でフィルター（1P、2P、3P）に反応生成物の付着が確認できたことから、その抗菌性、及び抗菌性の持続性について検証を行った。
　（１）材料
　フィルターとして、上記実施例９で用いたフィルターと同じフィルター１～３を用いた。　また、10mg/mLプロタミン硫酸塩水溶液、及び10%ケイ酸ソーダ溶液も、上記実施例９と同様の方法で調製した。
　（２）実験方法
　（２－１）サンプルフィルターの作製
　以下の各処理方法を組み合わせてフィルター１～３を処理し、サンプルフィルターを作製した。
　プロタミン処理（P）は、プロタミン硫酸塩水溶液（室温）にフィルター片（4cm×4cm）を１分間程度浸すことにより行った。
　ケイ酸ソーダ処理（S）は、10％ケイ酸ソーダ液（室温）にフィルター片（4cm×4cm）を１分間程度浸すことにより行った。
　水洗処理（水洗）は、水道流水でフィルター片（4cm×4cm）をよく洗浄し、水を切った後50 ℃で乾燥させることにより行った。
　（２－２）抗菌性試験
1)大腸菌（Escherichia coli (NBRC 3972)）、及び黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus(NBRC 12732)をそれぞれスラントに植菌し、37℃で24 時間培養した。
2）1）で得られたスラントに1/100 NB培地をおよそ1 mL 加えピペッティングでコロニーを濯ぎ落とした。
3）2)で得られた懸濁液を1/100 NB培地の入ったバイアルに移し、懸濁した。懸濁液の濁度を眼で見て判断し、菌液が108CFU/mLになるように添加量を調節した。
4) 3)で調製した菌液1 mL を9 mL の1/100 NB培地に混合し、102 CFU/mL まで段階希釈した。
5)前記（２-１)で作製したサンプルフィルター（4cm×4cm）を50 mL 容の遠心管に入れ、これに30 mL のMHB培地と1 mLの105CFU/mL 菌液を加え、100 rpm、室温(25℃)で24 時間振盪培養した。
6)その後、培養した菌液1 mL を滅菌済みシャーレに移し、残りの菌液を廃液した。
7) 6)のシャーレに約15 mL のSA培地（Standard Method Agar(日水製薬(株)製)）を添加し、よく混ぜた後、静置して培地を固化させた。これを37℃で24 時間培養した。
8) 7)で作製したプレートのコロニー数をカウントした。
9) 5）から8)の工程を１回の抗菌性試験とし、これを繰り返した。
　また、下記の方法で植菌量を決定した。
10)1 mL の102 CFU/mL 菌液を滅菌済みシャーレに移し、7)と同様にSAプレートを作製した。
11）10）で作製したプレートのコロニー数をカウントし、5)での植菌量を決定した。
　（２－３）植菌量
各試験に用いた菌体量を、下記表１５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
　　　（３）結果
　大腸菌及び黄色ブドウ球菌に対する抗菌性試験結果を下記表１６に示す。
　なお、表１６において、Ｐとはプロタミン処理、Ｓとはケイ酸ソーダ処理、水洗は水洗処理を行ったことを示す。また、植菌番号は表１５に対応する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
　上記結果からわかるように、プロタミン処理後にケイ酸ソーダ処理することで生成した反応生成物が付着したフィルター（Ｐ＋Ｓ＋水洗）に、抗菌性が認められた。また、グラム陰性菌である大腸菌と、グラム陽性菌である黄色ブドウ球菌では、後者の黄色ブドウ球菌に対してより高い抗菌効果があることがわかった。これは上記実施例２における反応生成物の最小発育阻止濃度(MIC)の検証と同様の傾向である。
　また、フィルターそれ自体に抗菌化合物が配合されているフィルター３では、未処理のものでも抗菌性は認められたが、プロタミン処理（Ｐ＋水洗）、およびプロタミン及びケイ酸ソーダ処理（Ｐ＋Ｓ＋水洗）により抗菌性が向上することが分かった。特にプロタミン及びケイ酸ソーダ処理を行うことにより抗菌性が一層向上し、かつその抗菌性も持続することがわかった。
　実施例１１．プロタミンシリカ紙製品の作製
　上記実施例９及び１０では、合成樹脂を用いた基材（フィルター）上でプロタミンシリカを反応生成させることでプロタミンシリカを担持させたフィルターについて抗菌性を確認した。ここでは、更に、綿、パルプ等の天然系物質からなる製品への適用を検討した。
　（１）材料（基材）
　基材として、下記３種の材料を用いた。
・ガーゼ（販売元：白十字、材質：綿）
・キムワイプ（販売元：日本製紙クレシア、材質：パルプ、備考：不溶性紙）
・段ボール（材質：古紙パルプ、備考：無地の段ボール）　
　各材料について、2cm×5cm のサンプルを用意した。
　10mg/mlプロタミン硫酸塩水溶液は、蒸留水300mlにプロタミン硫酸塩（和光純薬工業株式会社）3gを添加後、煮沸溶解して調製した。
　10％ケイ酸ソーダ水溶液は、3号ケイ酸ソーダ〔富士化学（株）製、（SiO２：29.1％、Na２O：9.39％、d＝1.405）171.8gに蒸留水を加えて500gとすることにより調製した。
　（２）処理方法
　上記基材を、以下の各処理を適宜組み合わせて処理した。
　プロタミン処理（P）は、プロタミン硫酸塩水溶液（室温、pH７）にサンプル片（2cm×5cm〕を１分間程度浸すことにより行った。
　ケイ酸ソーダ処理（S）は、10％ケイ酸ソーダ水溶液（室温、pH11～12）にサンプル片（2cm×5cm〕を１分間程度浸すことにより行った。
　水洗処理（W）は、水道流水でサンプル片（2cm×5cm）をよく洗浄し、水を切った後50 ℃で乾燥させることにより行った。
　処理方法に応じて付したサンプル名と、処理の内容を下記表１７に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
　各種処理を施して得られたサンプルの外観をデジタルカメラで撮影した画像を図１１に示す。図１１に示されるように、いずれの基材においても、プロタミン処理＋ケイ酸ソーダ処理を行った場合において（4PSW、5PSW、6PSW）、白い粉が確認され、反応生成物が生成付着していることが確認できた。
　実施例１２．プロタミンシリカ紙製品の抗菌性試験
　実施例１１において、紙製品上で反応生成物を反応生成させることで反応生成物の付着を確認した紙製品について、その抗菌性を調べた。
　（１）試験方法
　（１－１）サンプル（基材）
　サンプルは、上記実施例１１で得られた処理後のサンプルのうち、サンプル４（ガーゼ）及びサンプル５（キムワイプ）を用いた。
　（１－２）抗菌性試験
　1)大腸菌（Escherichia coli (IFO 3972)）、黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus(IFO 12732)をそれぞれスラントに植菌し、37℃で24 時間培養した。
　2）1）で得られたスラントに1/100 NB培地(Nutrient Broth：普通ブイヨン) をおよそ1 mL加えピペッティングでコロニーを濯ぎ落とした。
　3）2)の懸濁液を1/100 NB培地の入ったバイアルに移し、懸濁した。懸濁液の濁度を眼で見て判断し、菌液が108CFU/mLになるように添加量を調節した。
　4) 3)で調製した菌液1 mL を9 mL の1/100 NB培地に混合し、102 CFU/mL まで段階希釈した。
　5)前記実施例１１で作製したサンプル４及び５を、それぞれ50 mL 容遠心管に入れ、30mLのMHB培地、1 mL の105 CFU/mL 菌液を加え、100 rpm、室温(25℃)で24 時間振盪培養した。
　6)培養した菌液1 mL を滅菌済みシャーレに移し、残りの菌液を廃液した。
　7) 6)のシャーレに約15 mL のSA培地（Standard Method Agar(日水製薬(株)製)）を添加し、よく混ぜた後静置して培地を固化させた。これを37℃で24 時間培養した。
　8) 7)で作製したプレートのコロニー数をカウントした。
　9) 5）から8)の工程を１回の抗菌性試験とした。
　また、下記の方法で植菌量を決定した。
10)1 mL の102 CFU/mL 菌液を滅菌済みシャーレに移し、7)と同様にSAプレートを作製した。11）10）で作製したプレートのコロニー数をカウントし、5)での植菌量を決定した。
　（１－３）植菌量
　各試験に用いた菌体量を、下記表１８に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
　（２）結果
　大腸菌及び黄色ブドウ球菌に対する抗菌性試験結果を下記表１９に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
　上記結果に示されるように、実施例１１で反応生成物の生成が確認されたサンプルP4及びP5において、抗菌性が確認できた。
　実施例１３．金属入りプロタミンシリカの調製とその抗菌性
　抗菌剤として用いられる各種金属を、プロタミンまたはケイ酸化合物のいずれか一方に配合して反応し、金属入りのプロタミンシリカを調製し、その抗菌性を調べた。
　（１）材料
　1）プロタミン硫酸塩(サケ由来)(和光純薬工業製)分子量3,000 ～ 10,000
　2）3号ケイ酸ソーダ(富士化学製)SiO2/Na2O = 3.2
　3）銀標準液(原子吸光分析用)(和光純薬工業製)1000ppm Cu(NO3)2in 0.1 M HNO3
　4）亜鉛標準液(同上)　1000ppm Zn(NO3)2 in 0.1 M HNO3
　5）銅標準液(同上)　1000ppm AgNO3 in 0.1 M HNO3
　6）金標準液(同上)　1000ppm HAuCl4 in 0.1M HCl
　7）硫酸銅五水和物(同上)。
　　（２）接種菌および接種菌数
　　黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus (NBRC 12732)）4.１×104 CFU/mL。
　　（３）実験方法
　　（3-1）プロタミンシリカ及び金属入りプロタミンシリカの調製
　プロタミン硫酸塩、ケイ酸ソーダ、及び金属溶液を下記の４種類の方法で混合して反応させ、プロタミンシリカまたは金属入りプロタミンシリカを調製した。
　ａ）プロタミン硫酸塩0.1 g当たり5 mLの蒸留水を加え、電子レンジで加熱溶解したものをＡ液とする。3号ケイ酸ソーダをSiO2 1％濃度になるように蒸留水で希釈したものをＢ液とする。Ａ液5 mLにＢ液 40 mLを混合し反応させた（ｐＨ10～11.5程度）。
　ｂ）プロタミン硫酸塩0.1 gに各種金属標準液5 mLを加え、電子レンジで加熱溶解したものをＣ液とする。Ｂ液はa)で調製したものと同じである。Ｃ液5 mLにＢ液40 mLを混合し反応させた（ｐＨ10～11.5程度）。
　ｃ）Ａ液はa)で調製したものと同じである。金属標準液5 mLに1％ SiO2濃度になるように蒸留水で希釈した3号ケイ酸ソーダ35 mLを加えたものをＤ液とする。Ａ液5 mLにＤ液40 mLを混合し、反応させた（ｐＨ10～11.5程度）。
　ｄ）硫酸銅五水和物0.1g, 0.5g, 1gまたは5gそれぞれに0.1g/5mlのプロタミン硫酸塩水溶液（プロタミン硫酸塩0.1gを純水5mLに溶解したもの）5 ｍLを加えたものをＥ液とする。Ｂ液はa)で調製したものと同じである。Ｅ液5 mLにＢ液40 mLを混合し、反応させた（ｐＨ10～11.5程度）。
　各反応液について、反応後5分程度放置した後、3,000rpm、室温で10分間遠心分離を行った。沈殿を30 mLの蒸留水で洗浄する操作を3回繰り返した。恒温器で80℃、24時間乾燥し、乳鉢・乳棒で粉末にした。
　（3-2）プロタミンシリカ及び金属入りプロタミンシリカの抗菌性（最小発育阻止濃度：MIC）
　滅菌済み24穴マルチウェルプレートの1番目以外の穴にMueller Hinton Broth培地1 mLを入れ、1番目の穴に上記で生成したプロタミンシリカまたは金属入りプロタミンシリカ12800ppmを分散させたMueller Hinton Broth培地を2 mL入れた。1番目の液1 mL取り、2番目に入れて分散させ2倍希釈液とした。同様に順次2倍希釈を行い、プロタミンシリカまたは金属入りプロタミンシリカの12800、6400、3200、1600、800、400、200、100、50、25、12.5、6.25、3.13、1.56、0.78、0.39、0.20、0.10 ppm濃度液を作成した。各濃度液にS. aureusの接種菌を100μL添加した。その後、37℃の恒温器中で振とう器（100 rpm）に設置し、24時間培養を行った。
　（４）実験結果
　（4-1）プロタミンシリカ及び金属入りプロタミンシリカの生成
　方法ａ）により、プロタミンシリカ（収量0.125g）が生成した。また方法ｂ）及びｃ）により、金属標準液に応じて、銀プロタミンシリカ（b：収量0.148g、c: 収量0.126g）、亜鉛プロタミンシリカ（b：収量0.093g、c: 収量0.143g）、銅プロタミンシリカ、及び金プロタミンシリカが生成した。さらに方法ｄ）により、銅プロタミンシリカ（硫酸銅五水和物0.1g：収量0.144g、0.5g：収量0.158g、1g：収量0.292、または5g：収量0.505g）が生成した。金属プロタミンシリカは、金属の添加の順番に拘わらず反応生成した。つまり、金属イオンはケイ酸とプロタミンの双方に相互作用することが分かった。また金属の配合により金属特有の有色のプロタミンシリカが得られたことから、生成するプロタミンシリカは金属を何らかの形で含有していることが確認された。
　（4-2）抗菌作用
　方法ａ）で調製したプロタミンシリカ、方法ｂ）で調製した金プロタミンシリカ、及び方法ｄ）で調製した銅プロタミンシリカについて抗菌性（最小発育阻止濃度：MIC）を比較した表を下記に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000020
　上記に示すように、グラム陽性菌に対するプロタミンシリカ自体の抗菌性は高いが、これに金や銅を含有させたものはさらに高い抗菌性を示すことが確認された。
　実施例１４．プロタミンシリカの防カビ試験
　本発明のプロタミンシリカの真菌（Rhizoctonia solani、Aspergillus niger）に対する防カビ作用を評価した。
　（１）プロタミンシリカ
　実施例１に記載する方法に従って、ケイ酸ソーダとプロタミン硫酸塩を反応させてプロタミンシリカ（粉末）を調製した。
　（２）接種菌
(a) Rhizoctonia solani
　リゾクトニア属の菌は、野菜類だけでなく普通作物、花卉、牧草、材木などを侵すことが知られている。病原菌には多くの系統があるため、被害を受ける作物の種類や病徴は複雑であるが、日本では特にRhizoctonia solaniによる被害が多い。作物の種類によっても若干異なるが、自然発病では次のような病徴が確認されている。
・紋枯れ：イネ、ショウガ
・芽枯れ：イチゴ
・株枯れ（地際枯れ）：ハクサイ、ホウレンソウ、レタス
・苗立枯れ：ナス科野菜、ウリ科野菜、アブラナ科野菜、ネギ類、ニンジン、ゴボウ
・黒あざ：ジャガイモ、ゴボウ
・根腐れ：ニンジン、ナガイモ、テンサイ
　(b) Aspergillus niger
　Aspergillus niger は、モモやリンゴの麹カビ病や、タマネギやチューリップの貯蔵中の鱗茎の黒カビ病を引き起こすことが知られている。
　（３）実験方法
　円状のシャーレにPotate Dextrose Agarを適量入れて、定法に従って平面培地を作製した。かかる培地に、培地の円を２つに均等に区画するように、上記で調製した被験試料（プロタミンシリカ）を破線状に配置した。次いで、培地の両区画にRhizoctonia solani、及びAspergillus nigerのそれぞれを接種し、25℃で４日間培養した。
　（４）実験結果
　Rhizoctonia solaniに対する抗カビ効果を図９に、Aspergillus nigerに対する抗カビ効果を図１３にそれぞれ示す。この結果からわかるように、被験試料の周辺にハロー（生育阻止帯）が形成され、プロタミンシリカに、Rhizoctonia solani及びAspergillus nigerのそれぞれに対して抗カビ作用があることが確認された。このことから、本発明のプロタミンシリカは、リゾクトニア属やAspergillus属などの真菌（カビ）に対して抗菌作用（抗カビ作用）を有し、これらの菌に起因する植物の病気を駆逐または防止するための農薬の有効成分として有用であると考えられる。
　実施例１５．プロタミンシリカ及び金属入りプロタミンシリカの黒カビに対する防カビ作用
（１）実験
（1-1）材料
1）プロタミン塩酸塩(サケ由来)(マルハニチロ食品製)分子量4,000～5,000
2）プロタミン硫酸塩(サケ由来)(和光純薬工業製)分子量3,000 ～ 10,000
3）3号ケイ酸ソーダ(富士化学製)　SiO2/Na2O（モル比） = 3.2
4）硝酸銀(和光純薬工業製)
5）銀標準液(原子吸光分析用)(和光純薬工業製)1000ppm Cu(NO3)2 in 0.1 M HNO3
6）亜鉛標準液(同上)　1000ppm Zn(NO3)2 in 0.1 M HNO3
7）銅標準液(同上)　1000ppm AgNO3 in 0.1 M HNO3
8）硫酸銅五水和物(同上)。
　　（1-2）接種菌および接種菌数
Aspergillus niger (NBRC 3009)　胞子1.0 ×105 個/mL。
　（２）被験試料の調製
　（2-1）プロタミンシリカの調製
　プロタミン硫酸塩またはプロタミン塩酸塩0.1 g当たり5 mLの蒸留水を加え、電子レンジで加熱溶解したものをＡ液とした。3号ケイ酸ソーダをSiO2 1％濃度になるように蒸留水で希釈したものをＢ液とした。Ａ液5 mLにＢ液40mLを混合して反応させて(pH11～12)、プロタミンシリカを調製した。
　（2-2）金属入りプロタミンシリカの調製
　　金属入りプロタミンシリカは下記の２通りの方法で調製した。
（a法）プロタミン硫酸塩0.1 gに各種金属（銀、亜鉛、銅）標準液5 mLを加え、電子レンジで加熱溶解したものをＣ液とする（プロタミン＋金属）。3号ケイ酸ソーダをSiO2 1％濃度になるように蒸留水で希釈したものをＢ液とした。Ｃ液5 mLにＢ液40 mLを混合し反応させて(pH10～11.5)、金属入りプロタミンシリカを調製した。
（b法）プロタミン硫酸塩またはプロタミン塩酸塩0.1 g当たり5 mLの蒸留水を加え、電子レンジで加熱溶解したものをＡ液とした。各種金属（銀、亜鉛、銅）標準液5 mLに1％ SiO2濃度になるように蒸留水で希釈した3号ケイ酸ソーダ35 mLを加えたものをＤ液とする（ケイ酸ソーダ＋金属）。Ａ液5 mLにＤ液40 mLを混合し反応させて(pH10～11.5)、金属入りプロタミンシリカを調製した。
　（2-3）プロタミンシリカと金属（硝酸銀または硫酸銅）の混合
　（a）硝酸銀との混合
　銀の最終濃度が2.5, 5.0, 10.0重量％になるように、硝酸銀とプロタミン塩酸塩とを粉体混合した。プロタミン塩酸塩におけるプロタミンと塩酸の組成比が仮にプロタミン：塩酸 = 1：1であるとすると、プロタミンと銀の混合物100重量％に含まれる銀濃度は、4.9、9.5、18.2重量％となる。
　（b）硫酸銅との混合
　銅の最終濃度が2.5、5.0、10.0重量％になるように、硫酸銅とプロタミン塩酸塩とを粉体混合した。
　（３）抗カビ性(MIC)試験
　下記の被験試料を用いて抗カビ性をＭＩＣ試験により評価した。
　（3-1）被験試料
プロタミン塩酸塩、
プロタミン硫酸塩、
プロタミン塩酸塩＋硝酸銀（Ag:2.5％、5.0％、10.0％）
プロタミン塩酸塩＋硫酸銅（Cu:2.5％、5.0％、10.0％）
プロタミン塩酸塩を用いて調製したプロタミンシリカ、
プロタミン硫酸塩を用いて調製したプロタミンシリカ、
銀プロタミンシリカ（a法：プロタミン＋Ag、ｂ法：ケイ酸ソーダ＋Ag、いずれもAg濃度11ppm）
亜鉛プロタミンシリカ（a法：プロタミン＋Zn、ｂ法：ケイ酸ソーダ＋Zn、いずれもZn濃度11ppm）
銅プロタミンシリカ（a法：プロタミン＋Cu、Cu濃度500ppm、1000ppm）。
　（3-2）ＭＩＣ試験
　滅菌済み50 mL容遠心管にPotato Dextrose Broth (以下「PDB」という)18.9 ｍLを入れ、そこに被験試料の終濃度が1280、640、320、160、80、40ppmとなるようにPDBに溶解、懸濁または希釈した被験試料を1mL加えた。斯くして調製した各遠心管のそれぞれにA. nigerの接種胞子を100 μL添加した。その後、25℃の恒温器中で振とう器(100 rpm)に設置し、培養を行った。24時間ごとに240時間後まで菌糸の発芽の有無を観察した。
　（４）結果
　各被験試料について抗カビ性を評価するために、各被験試料が黒カビの菌糸体形成を抑制した日数を対比した結果を図１４～１５に示す。
　図１４は、プロタミン塩酸塩と当該プロタミン塩酸塩を用いて調製したプロタミンシリカ、及びプロタミン硫酸塩と当該プロタミン硫酸塩を用いて調製したプロタミンシリカについて黒カビの菌糸体形成抑制期間を対比した結果である。これから分かるようにプロタミン硫酸塩やプロタミン硫酸塩等のプロタミンの塩には黒カビに対する抗カビ性がほとんどないが、これらにケイ酸化合物を反応させて生成するプロタミンシリカには黒カビに対して高い抗カビ性が認められた。つまり、本発明が対象とするプロタミンシリカには、プロタミンやその塩が持っていない新しい特性がある。これはプロタミンシリカが単にプロタミン塩とケイ酸化合物の混合物ではなく、プロタミン塩とケイ酸化合物が反応することでプロタミン塩とは別の新しい物質が生成していることを意味する。
　図１５（Ａ）は、プロタミン塩酸塩、及びプロタミン塩酸塩と各種金属（硝酸銀、硫酸銅）との混合物について黒カビの菌糸体形成抑制期間を示す結果である。図１５（Ｂ）は、プロタミン硫酸塩を用いて調製したプロタミンシリカ、及び各種金属（銀、亜鉛、銅）入りプロタミンシリカについて黒カビの菌糸体形成抑制期間を示す結果である。
　これから分かるように、プロタミン塩酸塩には黒カビに対する抗カビ性がほとんどなく、これに銀や銅を混合しても抗カビ性の増強はほとんど認められなかった（図１５（Ａ））。一方、プロタミンシリカには黒カビに対して高い抗カビ性が認められたが、金属を含む金属プロタミンシリカとすることで抗カビ性が増強することが認められた。

Claims (15)

  1. （Ａ）プロタミン又はその塩と（Ｂ）ケイ酸化合物との反応生成物。
  2. （Ａ）プロタミン又はその塩との反応により、（Ｂ）ケイ酸化合物が自己組織化または自己集合することにより生成される、請求項１記載の反応生成物。
  3. （Ａ）プロタミン又はその塩と（Ｂ）ケイ酸化合物との反応生成物が、（Ａ）及び（Ｂ）が溶解または分散してなる溶液中における反応によって生じる生成物である請求項１または２に記載する反応生成物。
  4. （Ａ）プロタミン又はその塩と（Ｂ）ケイ酸化合物との反応生成物が、塩基性条件下での（Ａ）と（Ｂ）との反応生成物である、請求項１乃至３のいずれかに記載する反応生成物。
  5. 請求項１乃至４のいずれかに記載する反応生成物を有効成分とする抗菌剤。
  6. （Ａ）プロタミン又はその塩と（Ｂ）ケイ酸化合物との反応生成物からなる、請求項５に記載する抗菌剤。
  7. 防かび剤である、請求項５または６に記載する抗菌剤。
  8. 植物病害防除用及び／または植物病害駆除用の抗菌剤である、請求項５または６に記載する抗菌剤。
  9. 請求項１乃至４のいずれかに記載の反応生成物を基材に担持してなる抗菌性製品。
  10. 原料として請求項１乃至４のいずれかに記載の反応生成物を用いて、抗菌性製品を製造する工程を有する、請求項９に記載する抗菌性製品の製造方法。
  11. （Ａ）プロタミン又はその塩と（Ｂ）ケイ酸化合物との反応生成物であって、（Ａ）との反応により（Ｂ）が自己組織化または自己集合してなる反応生成物を基材に担持してなる請求項９に記載する抗菌性製品の製造方法であって、
    （１）基材に（Ａ）プロタミン又はその塩を接触させる工程、及び、
    （２）（１）で得られた基材に（Ｂ）ケイ酸化合物を接触させる工程
    を含む方法。
  12. 請求項１乃至４のいずれかに記載する反応生成物の、抗菌剤を調製するための使用。
  13. 上記抗菌剤が、防かび剤、植物病害防除用抗菌剤、及び植物病害駆除用抗菌剤からなる群から選択されるいずれかである、請求項１２に記載する使用。
  14. 抗菌処理する対象物に、請求項１乃至４のいずれかに記載する反応生成物を接触させる工程を有する、上記対象物の抗菌処理方法。
  15. 上記抗菌処理が、防かび処理、植物病害防除処理、及び植物病害駆除処理からなる群から選択されるいずれかの処理である、請求項１４に記載する抗菌処理方法。
     
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