(57)【要約】【課題】黄変及び硫黄様臭を低減でき、実用的な収率を実現できる水溶性の変性ペプチドの製造方法の提供を目的とする。【解決手段】当該変性ペプチドの製造方法は、ケラチン、水及び還元剤を混合してケラチン混合液を調製する還元工程と、ケラチン混合液に酸化剤を混合する酸化剤混合工程と、酸化剤添加後のケラチン混合液に酸を混合し、このケラチン混合液のｐＨを中性近傍まで低下させるｐＨ調整工程とを備える変性ペプチドの製造方法において、ｐＨ調整工程におけるｐＨ１１〜９の時間がｐＨ９〜７の時間よりも長いことを特徴とする。特に、ｐＨ調整工程におけるｐＨ１１〜１０の時間をｐＨ９〜７の時間よりも長くするとよい。酸化剤混合工程前に、ケラチン混合液に酸を混合し、このケラチン混合液のｐＨを９以上１１以下に調整する予備的ｐＨ調整工程をさらに備えるとよい。前記酸としては、クエン酸又は酢酸が好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケラチン、水及び還元剤を混合してケラチン混合液を調製する還元工程と、
前記ケラチン混合液に酸化剤を混合する酸化剤混合工程と、
前記酸化剤添加後のケラチン混合液に酸を混合し、このケラチン混合液のｐＨを中性近傍まで低下させるｐＨ調整工程と
を備える変性ペプチドの製造方法において、
前記ｐＨ調整工程におけるｐＨ１１〜９の時間がｐＨ９〜７の時間よりも長いことを特徴とする変性ペプチドの製造方法。
【請求項２】
前記ｐＨ調整工程におけるｐＨ１１〜１０の時間がｐＨ９〜７の時間よりも長い請求項１に記載の変性ペプチドの製造方法。
【請求項３】
前記酸化剤混合工程前に、ケラチン混合液に酸を混合し、このケラチン混合液のｐＨを９以上１１以下に調整する予備的ｐＨ調整工程をさらに備える請求項１又は請求項２に記載の変性ペプチドの製造方法。
【請求項４】
前記還元剤として、チオグリコール酸、チオグリコール酸塩、メルカプトプロピオン酸及びメルカプトプロピオン酸塩からなる群より選択される一種又は二種以上が用いられる請求項１、請求項２又は請求項３に記載の変性ペプチドの製造方法。
【請求項５】
前記酸化剤として、臭素酸ナトリウム、臭素酸カリウム、過ホウ酸ナトリウム及び過酸化水素からなる群より選択される一種又は二種以上が用いられる請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の変性ペプチドの製造方法。
【請求項６】
前記ｐＨ調整工程及び／又は予備的ｐＨ調整工程における酸として、クエン酸又は酢酸が用いられる請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の変性ペプチドの製造方法。
【請求項７】
前記還元工程において、ケラチン混合液のｐＨを９以上１３以下に調整する請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の変性ペプチドの製造方法。
【請求項８】
前記還元工程において、ケラチン混合液にアルカリ性化合物を混合する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の変性ペプチドの製造方法。
【請求項９】
前記還元工程におけるケラチン混合液の温度が、２０℃以上６０℃以下である請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の変性ペプチドの製造方法。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の変性ペプチドの製造方法により得られた変性ペプチド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水溶性の変性ペプチドの製造方法及び当該製造方法により得られる変性ペプチドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
羊毛、羽毛等は、衣料品、寝具、インテリア製品などの多くの分野で広く使用されている。このような衣料品等の製造工程や使用済み廃棄物として発生する廃棄羊毛等は年間約５万トンを超えると言われている。かかる廃棄羊毛等は、従来埋め立てや焼却等により処分されているが、この処分に伴う環境問題が懸念されている。
【０００３】
一方、羊毛等が廃棄対象にされているか否かに拘わらず、羊毛等を溶解して所定のタンパク質を分離・抽出し、フィルムや繊維等に利用するための研究開発が行われている。
【０００４】
このような研究開発の成果として、例えば特開平７−１２６２９６号公報には、羊毛等の水に不溶なタンパク質（ケラチン）におけるジスルフィド結合（−Ｓ−Ｓ−）をメルカプト基（−ＳＨ）に還元変換し、そのメルカプト基の全部又は一部をカルボキシメチルジスルフィド基（−ＳＳＣＨ2ＣＯＯＨ）に変換することにより得られる可溶化タンパク質（変性ペプチド）及びその製造方法が開示されている。
【０００５】
また、特開２００９−２３９２４号公報には、水に不溶なα−ケラチンをチオグリコール酸ナトリウムにより変性させる可溶性ケラチン（変性ペプチド）の製造方法が開示されている。この可溶性ケラチンの製造方法は、具体的には、水の存在下でα−ケラチンをチオグリコール酸ナトリウムに接触させる還元工程と、この還元工程後の処理液に酸化剤を添加する酸化剤混合工程と、処理液のｐＨを５．０〜８．０に調整するｐＨ調整工程とを備えている。このｐＨ調整工程としては、酸化剤混合工程前に行う形態と、酸化剤混合工程後に行う形態とが開示されており、酸化剤混合工程前に行う形態の方が可溶性ケラチンの収率を向上できることが実験例で示されている。
【０００６】
上記の通り、変性ペプチドを製造することは可能となっているところであるが、前記従来の変性ペプチドの製造方法では、得られた水溶性の変性ペプチドに、着色（黄変）及び不快な硫黄様臭が認められる。かかる黄変及び硫黄様臭は変性ペプチドの商品価値を著しく損なうため、このような不都合を解消に向ける製造技術の提供が望まれている。また、収率が数パーセントの変性ペプチドの製造方法では実用的であるとはいえず、実用的な収率を実現できる変性ペプチドが当然に望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１２６２９６号公報
【特許文献２】特開２００９−２３９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、黄変及び硫黄様臭を低減でき、かつ実用的な収率を実現できる水溶性の変性ペプチドの製造方法の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
羊毛等に含まれるケラチンの利用を促進すべく鋭意検討を重ねた結果、本発明者等は、ケラチンをチオグリコール酸等により変性させる変性ペプチドの製造過程において、酸化剤の存在下、ｐＨ１１〜９の時間がｐＨ９〜７の時間よりも長くなるよう酸によるｐＨ調整を行うと、黄変及び硫黄様臭を低減でき、変性ペプチドを実用的な収率で製造できるという知見を得た。
【００１０】
その結果、前記課題を解決するためになされた変性ペプチドの製造方法に係る発明は、
ケラチン、水及び還元剤を混合してケラチン混合液を調製する還元工程と、
前記ケラチン混合液に酸化剤を混合する酸化剤混合工程と、
前記酸化剤添加後のケラチン混合液に酸を混合し、このケラチン混合液のｐＨを中性近傍まで低下させるｐＨ調整工程と
を備える変性ペプチドの製造方法において、
前記ｐＨ調整工程におけるｐＨ１１〜９の時間がｐＨ９〜７の時間よりも長いことを特徴とする。
なお、ｐＨ調整工程は、酸化剤混合工程完了後、開始後又は同時に行うことができる。
【００１１】
当該変性ペプチドの製造方法は、酸化剤混合工程後にｐＨ調整工程を設けると共に、前記ｐＨ調整工程において、ｐＨ１１〜９の時間がｐＨ９〜７の時間よりも長くなるようにケラチン混合液のｐＨ調整を行うことで、実用的な収率で水溶性の変性ペプチドを製造することができ、得られる変性ペプチドの黄変及び硫黄様臭が低減する。
【００１２】
特に、前記ｐＨ調整工程におけるｐＨ１１〜１０の時間をｐＨ９〜７の時間よりも長くするとよい。このようにｐＨ調整工程におけるｐＨ１１〜１０の時間をｐＨ９〜７の時間よりも長くすることで、上述の変性ペプチドの黄変及び硫黄様臭の低減効果が向上する。
【００１３】
前記酸化剤混合工程前に、ケラチン混合液に酸を混合し、このケラチン混合液のｐＨを９以上１１以下に調整する予備的ｐＨ調整工程をさらに備えるとよい。このように、酸化剤の混合前にケラチン混合液のｐＨを９以上１１以下に調整することによって、上述の変性ペプチドの黄変及び硫黄様臭をより確実に低減でき、特に酸化剤として過酸化水素水を用いかつｐＨが１１を越える場合に生じる変性ペプチドの着色も効果的に低減する。
【００１４】
前記還元剤として、チオグリコール酸、チオグリコール酸塩、メルカプトプロピオン酸及びメルカプトプロピオン酸塩からなる群より選択される一種又は二種以上を用いるとよい。これらの還元剤を用いることで、変性ペプチドの収率がより向上する。
【００１５】
前記酸化剤として、臭素酸ナトリウム、臭素酸カリウム、過ホウ酸ナトリウム及び過酸化水素からなる群より選択される一種又は二種以上を用いるとよい。これらのいずれの酸化剤を用いても、変性ペプチドの収率改善と、黄変及び硫黄様臭の低減とを達成することができる。
【００１６】
前記ｐＨ調整工程及び／又は予備的ｐＨ調整工程における酸としては、クエン酸又は酢酸が好ましい。特にクエン酸を用いることで、チオグリコール酸様の特異臭の発生を効果的に低減することが可能となる。
【００１７】
前記還元工程において、ケラチン混合液のｐＨを９以上１３以下に調整することが好ましい。還元工程におけるケラチン混合液のｐＨをこの範囲に調整することで、ケラチン主鎖の切断を抑制しつつジスルフィド基を還元でき、高分子量の変性ペプチドを収率良く製造することができる。
【００１８】
前記還元工程において、ケラチン混合液にアルカリ性化合物を混合するとよい。このように、ケラチン混合液にアルカリ性化合物を混合することで、変性ペプチドの収率がより向上する。
【００１９】
前記還元工程におけるケラチン混合液の温度としては、２０℃以上６０℃以下が好ましい。このように還元工程でのケラチン混合液の温度をこの範囲に設定することで、ケラチンのジスルフィド基の還元が円滑に進むと共に、ケラチン主鎖の切断を抑制できる。
【００２０】
また、本発明に係る変性ペプチドは、当該変性ペプチドの製造方法により得られるものである。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明に係る変性ペプチドの製造方法によれば、酸化剤混合工程後にｐＨ調整工程を備えると共に、前記ｐＨ調整工程において、ｐＨ１１〜９の時間がｐＨ９〜７の時間よりも長くなるようにケラチン混合液のｐＨ調整を行うことで、黄変及び硫黄様臭を低減しつつ、水溶性の変性ペプチドを実用的な収率で製造することができる。その結果、当該変性ペプチドの製造方法によれば、製造性及び低コスト性が向上し、加えて得られた変性ペプチドの利用性、汎用性等が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る変性ペプチドの製造方法を示すフロー図
【図２】本発明の第二の実施形態に係る変性ペプチドの製造方法を示すフロー図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、適宜図面を参照しつつ本発明の実施の形態を詳説する。
【００２４】
＜第一の実施形態＞
本発明の第一の実施形態に係る変性ペプチドの製造方法は、図１に示すように、ケラチンを原料として変性ペプチドを製造するものであり、還元工程（ＳＴＰ１）、酸化剤混合工程（ＳＴＰ２）、及びｐＨ調整工程（ＳＴＰ３）を備え、任意工程として不溶物除去工程（ＳＴＰ４）、及び回収工程（ＳＴＰ５）を備えている。
【００２５】
（還元工程）
還元工程（ＳＴＰ１）は、ケラチン、水及び還元剤を混合してケラチン混合液を調整する工程である。かかる還元工程において、ケラチンが有するジスルフィド基（−Ｓ−Ｓ−）をメルカプト基（−ＳＨ  ＨＳ−）に還元する。
【００２６】
原料であるケラチンとしては、これを構成タンパク質として含む羊毛（メリノ種羊毛、リンカーン種羊毛等）、人毛、獣毛、羽毛、爪等が挙げられる。これらの中でも、羊毛又は羽毛が安価でかつ安定的に入手できる点で好適に使用される。この羊毛等の原料については、殺菌、脱脂、洗浄、切断、粉砕及び乾燥を適宜に組み合わせて、予め処理すると良い。
【００２７】
水の量は、特に限定されないが、例えば、羊毛等の原料１質量部に対して、２０容量部以上２００容量部以下であるとよく、これにより還元反応が良好に行われる。
【００２８】
還元剤は、ケラチンのジスルフィド基をメルカプト基に変換する作用を有する。かかる還元剤としては、例えば、メルカプトアルキルカルボン酸及び／又はその塩、チオ乳酸及び／又はその塩、ジチオスレイトール、２−メルカプトエタノール、グルタチオン、チオ尿素等が挙げられる。本発明の変性ペプチドの製造方法においては、一種又は二種以上の還元剤を使用することができる。
【００２９】
前記還元剤の中でも、メルカプトアルキルカルボン酸及び／又はその塩が好ましく、還元工程で生じたメルカプト基をカルボキシラトアルキルジスルフィド基に変換するための変性剤となる。このメルカプトアルキルカルボン酸及び／又はその塩としては、チオグリコール酸、チオグリコール酸塩、メルカプトプロピオン酸、及びメルカプトプロピオン酸塩からなる群より選択される一種又は二種以上が使用される。チオグリコール酸塩としては、例えば、チオグリコール酸ナトリウム、チオグリコール酸カリウム、チオグリコール酸リチウム、チオグリコール酸アンモニウムが挙げられる。中でも、ケラチンの変性を効率良く行える面から、チオグリコール酸ナトリウム及びチオグリコール酸カリウムが好ましく、チオグリコール酸ナトリウムがより好ましい。また、メルカプトプロピオン酸塩としては、例えばメルカプトプロピオン酸ナトリウム、メルカプトプロピオン酸カリウム、メルカプトプロピオン酸リチウム、メルカプトプロピオン酸アンモニウムが挙げられる。中でも、ケラチンの変性を効率良く行える面から、メルカプトプロピオン酸ナトリウム及びメルカプトプロピオン酸カリウムが好ましく、メルカプトプロピオン酸ナトリウムがより好ましい。
【００３０】
前記メルカプトアルキルカルボン酸及びその塩の使用量としては、羊毛等の原料１ｇを基準として、０．００５０モル以上０．０２モル以下が好ましく、０．００７５モル以上０．０１モル以下が特に好ましい。また、その使用量は、ケラチン混合液の容量を基準として、０．１０ｍｏｌ／Ｌ以上０．４０ｍｏｌ／Ｌ以下が好ましく、０．１５ｍｏｌ／Ｌ以上０．２０ｍｏｌ／Ｌ以下が特に好ましい。かかるメルカプトアルキルカルボン酸の使用量を上記範囲とすることにより、ケラチンの還元反応を良好に行うことができる。
【００３１】
なお、還元工程におけるケラチン混合液には、アルカリ性化合物を混合すると良い。アルカリ性化合物とは、水に添加することで、その水をアルカリ性にすることができる化合物である。このアルカリ性化合物としては、例えば水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、アンモニア等が挙げられ、その他にモノエタノールアミン、ジエタノールアミン、アルギニン、リジン等の塩基性アミノ酸や、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム等も挙げられる。中でも、ケラチンの変性を効率良く行う観点から、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムが好ましく、水酸化ナトリウムが特に好ましい。還元工程では、上記アルカリ性化合物を一種又は二種以上使用することができる。
【００３２】
アルカリ性化合物の混合量は、特に限定はされないが、前記還元工程におけるケラチン混合液のｐＨを下記範囲に調整するよう配合するとよい。還元工程におけるケラチン混合液のｐＨの下限としては、９が好ましく、１０が特に好ましい。一方、還元工程におけるケラチン混合液のｐＨの上限としては、１３が良く、１２が好ましく、１１が特に好ましい。ケラチン混合液のｐＨが上記下限以上となるように調整することで、変性ペプチドの収率が向上する。一方、混合量の上限は、得られる変性ペプチドの分子量に応じて設定することができる。具体的には、ケラチン混合液のｐＨが上記上限以下となるように調整することで、ケラチン主鎖の切断を抑制し、高分子量の変性ペプチドを製造することができる。ケラチン主鎖の切断を促進し、低分子量の変性ペプチドを製造することを目的とする場合には、ケラチン混合液のｐＨが１３を超えるよう調整することが好ましい。
【００３３】
還元工程におけるケラチン混合液の温度の下限としては、２０℃が好ましく、３０℃がより好ましく、４０℃がさらに特に好ましい。一方、当該ケラチン混合液の温度の上限としては、６０℃が好ましい。このケラチン混合液の温度が上記下限より小さいと、ジスルフィド基をメルカプト基に変換するための還元の時間が長くなり、十分な還元を実行できない恐れがある。一方、このケラチン混合液の温度が上記上限を超えると、ケラチン主鎖が切断されることがある。なお、ケラチン混合液の温度を維持する設定時間は、ケラチン混合液の温度が低いほど長時間に設定され、同温度が高いほど短時間に設定される。その時間としては、例えば、２０分以上１２０分以下である。
【００３４】
（酸化剤混合工程）
酸化剤混合工程（ＳＴＰ２）は、還元工程（ＳＴＰ１）後のケラチン混合液に酸化剤を混合する工程である。かかる酸化剤の混合は、ケラチンのメルカプト基を変性するための酸化反応を促進するために行われる。
【００３５】
酸化剤としては、例えば、臭素酸ナトリウム、臭素酸カリウム、過ホウ酸ナトリウム、過酸化水素等が挙げられる。酸化剤混合工程では、臭素酸ナトリウム、臭素酸カリウム、過ホウ酸ナトリウム及び過酸化水素からなる群より選択される一種又は二種以上の酸化剤が好適に用いられ、変性ペプチドの収率改善と黄変及び硫黄様臭の低減とを達成することができる。
【００３６】
酸化剤の使用量は、特に限定されないが、羊毛等の原料１ｇを基準として、０．００１モル以上０．０２モル以下が好ましく、ケラチン混合液の容量を基準として、０．０２ｍｏｌ／Ｌ以上１ｍｏｌ／Ｌ以下が好ましい。酸化剤の使用量が上記範囲を超えると、シスチンモノオキシド、シスチンジオキシド、システイン酸が生成するおそれがあり、ひいては変性ペプチドの収率が低下するおそれがある。一方、酸化剤の使用量が上記範囲より小さいと、ケラチンの変性が不十分となるおそれがある。酸化剤の混合においては、酸化剤がケラチン混合液中で局所的に高濃化することを避けるため、１ｍｏｌ／Ｌ以上５ｍｏｌ／Ｌ以下程度の酸化剤溶液を例えば３０分から６時間かけて徐々に混合すると良い。
【００３７】
なお、酸化剤混合工程におけるケラチン混合液の温度は、特に限定されないが、例えば還元工程での温度以下に設定することができる。
【００３８】
（ｐＨ調整工程）
ｐＨ調整工程（ＳＴＰ３）は、酸化剤混合工程（ＳＴＰ２）において酸化剤が添加された後のケラチン混合液に酸を混合し、このケラチン混合液のｐＨを中性近傍まで低下させる工程である。このｐＨ調整工程（ＳＴＰ３）は、酸化剤混合工程（ＳＴＰ２）におけるケラチン混合液への酸化剤の混合の完了後、開始後又は同時に行うことができる。本工程での酸の混合によってケラチン混合液のｐＨを低下させることで、混合液中のケラチンのメルカプト基をカルボキシラトアルキルジスルフィド基に十分変換することができる。
【００３９】
ｐＨ調整工程（ＳＴＰ３）において、ｐＨ１１〜９の時間がｐＨ９〜７の時間よりも長くなるようケラチン混合液のｐＨ調整を行う。このようなｐＨ調整によって、変性ペプチドを実用的な収率で得ることができると共に、得られる変性ペプチドの黄変及び硫黄様臭を低減することができる。当該ｐＨ調整工程（ＳＴＰ３）において、ｐＨ１１〜９の時間は、ｐＨ９〜７の時間と比較して、５分以上長いことが好ましく、１０分以上長いことがより好ましい。ｐＨ９〜７の時間よりｐＨ１１〜９の時間をこの程度長くすることで、上述の変性ペプチドの黄変及び硫黄様臭の低減効果を確実に奏することができる。
【００４０】
特に、ｐＨ調整工程（ＳＴＰ３）におけるｐＨ１１〜１０の時間をｐＨ９〜７の時間よりも長くするとよい。このように、ｐＨ調整工程（ＳＴＰ３）におけるｐＨ１１〜１０の時間をｐＨ９〜７の時間よりも長くすることで、上述の変性ペプチドの黄変及び硫黄様臭の低減効果がさらに向上する。
【００４１】
ｐＨ調整工程（ＳＴＰ３）におけるｐＨ１１〜９の時間は、ｐＨ９〜７の時間よりも長い限り特に限定されるものではないが、好ましくは２０分以上１２０分以下、より好ましくは４０分以上９０分以下とすることができる。また、ｐＨ調整工程（ＳＴＰ３）におけるｐＨ９〜７の時間は、ｐＨ１１〜９の時間よりも短い限り特に限定されるものではないが、好ましくは１分以上９０分以下、より好ましくは２分以上６０分以下とすることができる。ｐＨ１１〜９の時間及び／又はｐＨ９〜７の時間を、このような好ましい範囲とすることで、ケラチン混合液中での局所的なｐＨ低下に起因するメルカプト基同士のジスルフィド化を抑制しつつ、良好な収率でかつ黄変及び硫黄様臭が良好に低減された変性ペプチドを得ることができる。
【００４２】
ｐＨ調整工程で混合する酸としては、有機酸及び無機酸から選択された一種又は二種以上を使用すると良い。有機酸としては、例えば、クエン酸、乳酸、コハク酸、酢酸が挙げられ、無機酸としては、例えば、塩酸、リン酸が挙げられる。中でも、酢酸又はクエン酸が好ましい。なお、酢酸を用いれば、チオグリコール酸様の特異臭が変性ペプチドから生じることがあるが、クエン酸を用いれば、その特異臭が低減する。
【００４３】
酸の混合量としては、特に限定されないが、ｐＨ１１〜９の時間がｐＨ９〜７の時間よりも長くなるように、かつ最終的なｐＨが中性近傍（具体的には５以上９以下、好ましくは６以上８以下）まで低下するよう配合するとよい。このようにケラチン混合液の最終的なｐＨを中性近傍に調整することで、ケラチンへの変性基の導入が促進されると共に、ケラチンのメルカプト基同士によるジスルフィド基生成が抑制される。
【００４４】
ｐＨ調整工程におけるケラチン混合液の温度としては、１０℃以上６０℃以下が好ましく、２０℃以上４０℃以下が特に好ましい。このようにケラチン混合液の温度を前記範囲に制御することで、シスチンモノオキシド等の生成を抑制することができる。
【００４５】
なお、ｐＨ調整工程で酸の混合が終了した後に、ケラチン混合液を例えば１〜４８時間放置すると良い。このように、ｐＨ調整後に所定時間ケラチン混合液を放置することで、ケラチンへの変性基の導入を十分に行うことができる。
【００４６】
上記還元工程（ＳＴＰ１）、酸化剤混合工程（ＳＴＰ２）及びｐＨ調整工程（ＳＴＰ３）を経ることで、変性ペプチド溶液が得られる。得られる変性ペプチドは、還元工程において還元剤としてチオグリコール酸及びその塩から選択された一種又は二種以上を使用した場合、ケラチンのメルカプト基がカルボキシメチルジスルフィドのイオン基（−Ｓ−ＳＣＨ2ＣＯＯ−）に変換されたものである。その変換の反応式は、次の通りである。
【００４７】
【化１】
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【００４８】
また、還元工程において還元剤としてメルカプトプロピオン酸及びその塩から選択された一種又は二種以上を使用した場合、得られる変性ペプチドは、ケラチンのメルカプト基がカルボキシエチルジスルフィドのイオン基（−Ｓ−ＳＣＨ2ＣＨ2ＣＯＯ−）に変換されたものである。その変換の反応式は、次の通りである。
【００４９】
【化２】
2010270076.tif 000004
【００５０】
（不溶物除去工程）
ｐＨ調整工程を経ることで水溶性の変性ペプチドが製造されるが、得られた変性ペプチド溶液には不溶物が含まれている。そのため、不溶物除去工程（ＳＴＰ４）では、ｐＨ調整工程（ＳＴＰ３）の終了により得られた変性ペプチド溶液から不溶物を取り除く。かかる不溶物除去工程（ＳＴＰ４）では、遠心分離、圧搾分離、沈降分離、浮上分離等の公知の固液分離手段を採用することができ、必要に応じてイオン交換や電気透析等による脱塩等を行うと良い。
【００５１】
（回収工程）
次の回収工程（ＳＴＰ５）は、変性ペプチド溶液中から固形状の変性ペプチドを回収する工程である。この回収工程（ＳＴＰ５）における固形状変性ペプチドの回収方法としては、（１）変性ペプチド溶液を凍結乾燥することによる回収、（２）変性ペプチド溶液を噴霧乾燥することによる回収、（３）塩酸等の酸を変性ペプチド溶液に添加して、この溶液のｐＨを２．５から４．０程度に低下させることにより生じた変性ペプチド沈殿物の回収などが挙げられる。なお、回収した固形状の変性ペプチドについては、水や酸性水溶液による洗浄、乾燥等を、必要に応じて行うと良い。
【００５２】
このようにして得られた変性ペプチドは、水溶性であり、化粧料原料、繊維の表面処理剤、タンパク質フィルム原料等に利用することができる。
【００５３】
なお、不溶物除去工程（ＳＴＰ５）で除去された不溶物に含まれる変性ペプチドも黄変及び硫黄様臭が低減されたものとなる。当該変性ペプチドは、上記回収工程で得られる変性ペプチドよりも硫黄含有量が多いものである。そして、前記の不溶物に含まれる変性ペプチドを加水分解すれば、硫黄含有量が多く、且つ黄変及び硫黄様臭が低減された水溶性の変性ペプチドを得ることができる。加水分解の方法の例としては、（ａ）酵素による加水分解、（ｂ）酸による加水分解及び（ｃ）アルカリによる加水分解が挙げられる。方法（ｃ）では、ペプチドのカルボキシラトアルキルジスルフィド基のβ−脱離反応が進行する恐れがあるため、（ａ）酵素による加水分解又は（ｂ）酸による加水分解が、特に好ましい。
【００５４】
前記の（ａ）酵素による加水分解における酵素の例としては、ペプシン、プロテアーゼＡ、プロテアーゼＢなどの酸性タンパク質分解酵素；パパイン、プロメライン、サーモライシン、プロナーゼ、トリプシン、キモトリプシンなどの中性タンパク質分解酵素等が挙げられる。また、市販されているタンパク質分解酵素としては、大和化学工業社製の「プロテライザーＡ」が羊毛ケラチンの加水分解に好適に使用される。前記（ｂ）酸による加水分解における酸の例としては、塩酸、硫酸、リン酸、硝酸、臭化水素酸等の無機酸；蟻酸、シュウ酸等の有機酸等が挙げられる。また、前記（ｃ）アルカリによる加水分解におけるアルカリの例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化バリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、ケイ酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム等が挙げられる。
【００５５】
このように、前記不溶物除去工程の不純物を加水分解することによって得られた変性ペプチドは、水溶性かつ硫黄含量が多いため、化粧料原料、繊維の表面処理剤、タンパク質フィルム原料等の広範な分野に利用することができる。
【００５６】
＜第二の実施形態＞
本発明の第二の実施形態に係る変性ペプチドの製造方法は、図２に示すように、ケラチンを原料として変性ペプチドを製造するものであり、還元工程（ＳＴＰ１）、予備的ｐＨ調整工程（ＳＴＰ６）、酸化剤混合工程（ＳＴＰ２）、及びｐＨ調整工程（ＳＴＰ３）を備え、任意工程として不溶物除去工程（ＳＴＰ４）、及び回収工程（ＳＴＰ５）を備えている。
【００５７】
この第二の実施形態に係る変性ペプチドの製造方法における還元工程（ＳＴＰ１）、酸化剤混合工程（ＳＴＰ２）、ｐＨ調整工程（ＳＴＰ３）、不溶物除去工程（ＳＴＰ４）及び回収工程（ＳＴＰ５）は、前記第一の実施形態に係る変性ペプチドの製造方法と同様であるため、これらの工程に関する詳細な説明はここでは省略する。なお、本実施形態における不溶物除去工程で除去された不溶物に含まれる変性ペプチドもまた、前記第一の実施形態と同様に、加水分解することによって、硫黄含有量が多く、且つ黄変及び硫黄様臭が低減された水溶性変性ペプチドを得ることができる。
【００５８】
（予備的ｐＨ調整工程）
予備的ｐＨ調整工程（ＳＴＰ６）は、還元工程（ＳＴＰ１）後であって酸化剤混合工程（ＳＴＰ２）前のケラチン混合液に酸を混合して、ｐＨを９以上１１以下、好ましくは１０以上１１以下に調整する工程である。この予備的ｐＨ調整工程における酸の例としては、第一の実施形態のｐＨ調整工程における酸と同様のものを挙げることができる。
【００５９】
ケラチン混合液に酸を混合してｐＨを９以上１１以下に調整するための時間は、好ましくは５分以上６０分以下、より好ましくは１０分以上３０分以下とすることができる。この予備的ｐＨ調整工程における酸の混合量としては、特に限定されないが５分以上６０分以下の時間をかけてケラチン混合液のｐＨが９以上１１以下に達するように配合することが好ましい。また、予備的ｐＨ調整工程におけるケラチン混合液の温度としては、１０℃以上６０℃以下が好ましく、２０℃以上４０℃以下が特に好ましい。このようにケラチン混合液の温度を前記範囲に制御することで、シスチンモノオキシド等の生成を抑制することができる。
【００６０】
第二の実施形態に係る変性ペプチドの製造方法は、上記第一の実施形態に係る変性ペプチドの製造方法と同様に、酸化剤混合工程後にｐＨ調整工程を備えると共に、前記ｐＨ調整工程において、ｐＨ１１〜９の時間がｐＨ９〜７の時間よりも長くなるようにケラチン混合液のｐＨ調整を行うことで、黄変及び硫黄様臭を低減しつつ、水溶性の変性ペプチドを実用的収率で製造することができる。
【００６１】
当該変性ペプチドの製造方法は、酸化剤混合工程（ＳＴＰ２）の前にケラチン混合液のｐＨを９以上１１以下（好ましくは１０以上１１以下）に調整する予備的ｐＨ調整工程（ＳＴＰ６）を備えるため、酸化剤混合工程（ＳＴＰ２）における酸化剤の混合開始後又は混合と同時にｐＨ調整工程（ＳＴＰ３）を行い、酸化剤混合工程（ＳＴＰ２）でのケラチン混合液のｐＨを９以上１１以下に保持するとよい。このように、予備的ｐＨ調整工程（ＳＴＰ６）により酸化剤の混合前のケラチン混合液のｐＨを９以上１１以下に調整し、かつこれに続く酸化剤混合工程（ＳＴＰ３）においてケラチン混合液のｐＨを９以上１１以下に保持することによって、いずれの酸化剤を用いた場合においても、反応系内の副反応を抑制し、得られる変性ペプチドの黄変及び硫黄様臭の原因となる副生成物の量が低減し、特に酸化剤として過酸化水素水を用いかつｐＨが１１を越える場合に生じる変性ペプチドの着色も効果的に低減する。
【実施例１】
【００６２】
以下、実施例に基づき本発明を詳述するが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるものではない。
【００６３】
［実施例１］
以下の還元工程、酸化剤混合工程、ｐＨ調整工程、不純物除去工程、及び回収工程に従って、固形状の変性ペプチドを得た。
【００６４】
（還元工程）
中性洗剤で洗浄、乾燥させたメリノ種羊毛を、約５ｍｍに切断した。ケラチンを含むこの羊毛２５ｇ、３０質量％チオグリコール酸ナトリウム水溶液７６．８ｇ及び６ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液４２．５ｇを混合し、さらに水を混合して全量７５０ｍｌ、ｐＨ１１のケラチン混合液を調製した。このケラチン混合液を、４５℃、１時間の条件で攪拌した。次に、さらに水を混合して全量を１０００ｍｌとし、４５℃、２時間の条件で攪拌し、その後、液温が常温になるまで自然冷却した。
【００６５】
（酸化剤混合工程）
還元工程後のケラチン混合液に、臭素酸ナトリウムを１０．２５ｇ配合した水溶液１２５ｇを約６０分かけて混合した。混合中は、ケラチン混合液を常時攪拌した。
【００６６】
（ｐＨ調整工程）
酸化剤混合工程後の攪拌されているケラチン混合液に、クエン酸水溶液（クエン酸を３５．４ｇ配合した５００ｇの水溶液）約３００ｍｌを約５０分にわたって徐々に混合し、ケラチン混合液のｐＨが漸次１１から９になるように調整した。次に、同クエン酸水溶液約１５０ｍｌを約３０分にわたって徐々に混合し、ケラチン混合液のｐＨが漸次９から８になるように調整した。続いて、同クエン酸水溶液約５０ｍｌを約５分にわたって徐々に混合し、ケラチン混合液のｐＨが漸次８から７になるように調整した。このように、ケラチン水溶液にクエン酸を混合することによって、変性ペプチド溶液を得た。
【００６７】
（不溶物除去工程及び回収工程）
変性ペプチド溶液をろ過することにより当該溶液の不溶物を除去した。その後、ろ液に３６質量％塩酸水溶液を９７．２ｇ配合した水溶液１６０ｇを添加して変性ペプチド溶液のｐＨを３．８にすることにより、変性ペプチドの沈殿を生じさせた。この沈殿を回収、水洗し、固形状の変性ペプチドを得た。
【００６８】
［比較例１］
ｐＨ調整工程において、酸化剤混合工程後の攪拌されているケラチン混合液に、実施例１と同様のクエン酸水溶液約３００ｍｌを約５分にわたって徐々に混合して、ケラチン混合液のｐＨが漸次１１から９になるように調整し、次に、同クエン酸水溶液約１５０ｍｌを約３０分にわたって徐々に混合し、ケラチン混合液のｐＨが漸次９から８になるように調整し、続いて、同クエン酸水溶液約５０ｍｌを約５０分にわたって徐々に混合し、ケラチン混合液のｐＨが漸次８から７になるように調整した以外は、実施例１と同様にして固形状の変性ペプチドを得た。
【００６９】
［比較例２］
ｐＨ調整工程を予備的ｐＨ調整工程に替え、この予備的ｐＨ調整工程において、還元工程後の攪拌されているケラチン混合液に、実施例１と同様のクエン酸水溶液約３００ｍｌを約５分にわたって徐々に混合して、ケラチン混合液のｐＨが漸次１１から９になるように調整し、次に、同クエン酸水溶液約１５０ｍｌを約３０分にわたって徐々に混合し、ケラチン混合液のｐＨが漸次９から８になるように調整し、続いて、同クエン酸水溶液約５０ｍｌを約５０分にわたって徐々に混合して、ケラチン混合液のｐＨが漸次８から７になるように調整した以外は、実施例１と同様にして固形状の変性ペプチドを得た。
【００７０】
［実施例２］
以下の予備的ｐＨ調整工程、酸化剤混合工程、及びｐＨ調整工程に従った以外は実施例１と同様にして、固形状の変性ペプチドを得た。
【００７１】
（予備的ｐＨ調整工程）
還元工程後のケラチン混合液に、クエン酸水溶液（実施例１のクエン酸水溶液と同濃度）を混合し、ケラチン混合液のｐＨが漸次１１から１０になるように調整した。
【００７２】
（酸化剤混合工程）
予備的ｐＨ調整工程後のケラチン混合液に、３５質量％過酸化水素水を１５．２６ｇ配合した水溶液１７８ｇを攪拌しながら約３０分かけて混合した。
【００７３】
（ｐＨ調整工程）
酸化剤混合工程における酸化剤の混合開始後、ケラチン混合液を常時攪拌すると共に、ｐＨが１０以上１１以下に保持されるように、同クエン酸水溶液を混合した。また、酸化剤混合工程後の攪拌されているケラチン混合液に、同クエン酸水溶液約５０ｍｌを約５分にわたって徐々に混合して、ケラチン混合液のｐＨが漸次１０から７になるように調整した。
【００７４】
［比較例３］
酸化剤混合工程における酸化剤を、３５質量％過酸化水素水を１５．２６ｇ配合した水溶液１７８ｇに変更し、さらにｐＨ調整工程において、酸化剤混合工程後の攪拌されているケラチン混合液に、実施例１と同様のクエン酸水溶液約３００ｍｌを約５分にわたって徐々に混合し、ケラチン混合液のｐＨが漸次１１から９になるよう調整し、次に、同クエン酸水溶液約１５０ｍｌを約３０分にわたって徐々に混合し、ケラチン混合液のｐＨが漸次９から８になるように調整し、続いて、同クエン酸水溶液約５０ｍｌを約５０分にわたって徐々に混合し、ケラチン混合液のｐＨが漸次８から７になるように調整した以外は、実施例１と同様にして固形状の変性ペプチドを得た。
【００７５】
［実施例３］
予備的ｐＨ調整工程、酸化剤混合工程及びｐＨ調整工程における酸として、酢酸水溶液（酢酸を３４ｇ配合した８２５ｇの水溶液）を用い、酸化剤混合工程における酸化剤として、臭素酸ナトリウムを１０．２５ｇ配合した水溶液１２５ｇを用いた以外は、実施例２と同様にして固形状の変性ペプチドを得た。
【００７６】
［比較例４］
還元工程において、還元剤として３０質量％チオグリコール酸水溶液を用い、還元時の温度条件を３０℃とし、さらに、ｐＨ調整工程において、酸化剤混合工程後の攪拌されているケラチン混合液に、酢酸水溶液（酢酸を３４ｇ配合した８２５ｇの水溶液）を約５分にわたって徐々に混合して、ケラチン混合液のｐＨが漸次１１から９になるよう調整し、次に、同酢酸水溶液を約３０分にわたって徐々に混合し、ケラチン混合液のｐＨが漸次９から８になるように調整し、続いて、同酢酸水溶液を約５０分にわたって徐々に混合し、ケラチン混合液のｐＨが漸次８から７になるように調整した以外は、実施例１と同様にして固形状の変性ペプチドを得た。
【００７７】
［実施例４］
予備的ｐＨ調整工程、酸化剤混合工程及びｐＨ調整工程における酸として、酢酸水溶液（酢酸を３４ｇ配合した８２５ｇの水溶液）を用いた以外は、実施例２と同様にして固形状の変性ペプチドを得た。
【００７８】
［特性の評価］
（ｐＨ調整工程後の液相部の着色及び臭気）
前記実施例及び比較例における変性ペプチド溶液の液相部の着色及び臭気を観察した。着色については黄変の程度が小さいほど良好であり、臭気については硫黄様臭等の不快な臭気が小さいほど良好であると判断される。各実施例及び比較例に関する着色及び臭気の観察結果を、下記表１−１及び１−２に示す。
【００７９】
（変性ペプチドの分子量分布）
変性ペプチド水溶液（不純物除去工程後の液相）中の変性ペプチドの分子量分布を確認した。この分子量分布は、タカラバイオ社製「Ｐｒｏｔｅｉｎ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｗｅｉｇｈｔ  Ｍａｒｋｅｒ（Ｌｏｗ）」を基準物質とし、Ｓｏｄｉｕｍ  Ｄｏｄｅｃｙｌ  Ｓｕｌｆａｔｅ−ポリアクリルアミドゲル電気泳動（ＳＤＳ−ＰＡＧＥ）法により確認した。分子量分布の確認においては、分子量分布のバンドが明確であるほど、最適条件下で所望の変性ペプチドが得られていると考えられ、分子量分布として良好であると判断される。各実施例及び比較例に関する分子量分布の観察結果を、下記表１−１及び１−２に示す。
【００８０】
（変性ペプチドの収率）
前記実施例及び比較例で得られた変性ペプチドの収率結果を、下記表１−１及び１−２に示す。なお、表１における収率は、下記計算式により求めた値である。
【００８１】
収率＝１００×（Ｗ０−Ｗｒｅｓ）／Ｗ０
収率 ：変性ペプチドの収率（％）
Ｗ０    ：還元工程で使用した羊毛の乾燥質量
Ｗｒｅｓ：不溶物除去工程で取り除いた不溶物の乾燥質量
【００８２】
【表１−１】
2010270076.tif 000005
【００８３】
【表１−２】
2010270076.tif 000006
【００８４】
前記表１−１及び１−２を確認すると、ｐＨ調整工程におけるｐＨ１１〜９の時間をｐＨ９〜７の時間よりも短くした比較例１〜４では、液相部に黄色の着色及び硫黄臭（比較例４ではさらにチオグリコール酸臭）があることが分かった。また、ｐＨ調整を酸化剤混合前にのみ行った比較例２では、変性ペプチドがほとんど得られなかった。これに対し、ｐＨ調整工程におけるｐＨ１１〜９の時間をｐＨ９〜７の時間よりも長くした実施例１〜４においては、液相部に着色及び硫黄臭がほとんど観察されず、良好な収率で変性ペプチドが得られた。
【図１】
2010270076.tif 000007
【図２】
2010270076.tif 000008