(57)【要約】蒸気安定性である酵素組成物およびその製造方法を記載する。一実施形態では、酵素組成物は水の存在下で分解し、それによって触媒機能に関する酵素を放出する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１種の酵素および少なくとも１種のポリマーを含む固形の酵素組成物であって、該少なくとも１種の酵素が少なくとも１００℃の温度で安定である酵素組成物。
【請求項２】
ポリマーが、１２０℃以上の融点を有するポリアミドポリマーである、請求項１の酵素組成物。
【請求項３】
少なくともポリアミドポリマーがポリアミドコポリマーである、請求項２の酵素組成物。
【請求項４】
少なくとも１種の二価酸と少なくとも１種のジアミンの反応から少なくともポリアミドポリマーが形成される、請求項３の酵素組成物。
【請求項５】
二価酸がＣ７〜Ｃ１２二価酸であり、ジアミンが１，２エチルジアミン〜１，１２ドデカンジアミンである、請求項４の酵素組成物。
【請求項６】
二価酸が、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、またはその組み合わせである、請求項４の酵素組成物。
【請求項７】
ジアミンが、１，７−ジアミノヘプタン、１，８ジアミノオクタン、１，９−ジアミノノナン、１，１０−ジアミノデカン、１，１１−ジアミノウンデカン、１，１２−ジアミノドデカンまたはその組み合わせである、請求項４の酵素組成物。
【請求項８】
少なくともポリアミドポリマーが約５，０００〜約２０，０００ダルトンの分子量を有する、請求項２の酵素組成物。
【請求項９】
少なくとも１種のポリアミドポリマーが約１０，０００〜約１５，０００ダルトンの分子量を有する、請求項２の酵素組成物。
【請求項１０】
少なくとも１種のポリアミドが、酵素組成物の総重量を基準にして約０．１重量％〜約９９重量％の量で存在する、請求項２の酵素組成物。
【請求項１１】
少なくとも１種のポリアミドポリマーが、酵素組成物の総重量を基準にして約２５重量％〜約７５重量％の量で存在する、請求項２の酵素組成物。
【請求項１２】
少なくともポリアミドポリマーが、酵素組成物の総重量を基準にして少なくとも約５０重量％の量で存在する、請求項２の酵素組成物。
【請求項１３】
酵素組成物が、フィラメント、フレーク、顆粒、ナゲット、ビーズ、バー、またはその組み合わせの形状を有する、請求項１の酵素組成物。
【請求項１４】
酵素組成物が押出生成物である、請求項１の酵素組成物。
【請求項１５】
少なくとも１種の酵素が少なくともポリアミドポリマー全体に均一に分配されている、請求項２の酵素組成物。
【請求項１６】
少なくとも１種の酵素が蒸気安定性である、請求項１の酵素組成物。
【請求項１７】
少なくとも１種の酵素が、１２５℃を超える温度での分解から保護されている、請求項１の酵素組成物。
【請求項１８】
少なくとも１種の酵素が、約１００℃〜約１５０℃の温度での分解に対して保護されている、請求項１の酵素組成物。
【請求項１９】
少なくとも１種の酵素が酵素組成物から放出可能である、請求項１の酵素組成物。
【請求項２０】
少なくとも１種の酵素が、触媒活性を発揮するために酵素組成物から放出可能である、請求項１の酵素組成物。
【請求項２１】
少なくとも１種の酵素が酵素組成物の再水和時に放出可能である、請求項１の酵素組成物。
【請求項２２】
少なくとも１種の酵素が再水和の３０分以内に放出される、請求項１の酵素組成物。
【請求項２３】
酵素が、プロテアーゼ、エステラーゼ、キシラナーゼ、アミラーゼ、ペクチナーゼ、イソメラーゼ、オキシダーゼ、ベータ−グルカナーゼ、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ、リパーゼ、ホスホリパーゼ、レドックス酵素、マンノシダーゼ、グルコシダーゼ、ガラクトシダーゼ、アミダーゼ（amindase）、トランスアミナーゼ（transamindase）、ホスファターゼ、フコシダーゼ、フィターゼ、グルコサミニダーゼ、またはその組み合わせである、請求項１の酵素組成物。
【請求項２４】
少なくとも１種の請求項１の酵素組成物および少なくとも１種の食材を含む食物組成物。
【請求項２５】
食材が動物の食物である、請求項２３の食物組成物。
【請求項２６】
食材がドッグフードである、請求項２３の食物組成物。
【請求項２７】
殺生物剤が請求項１の酵素組成物を含む殺生物剤組成物。
【請求項２８】
廃棄物を処理して、それから有用な有機生成物を得るための組成物であって、請求項１の酵素組成物を含む組成物。
【請求項２９】
皮革製造工程で皮および生皮を処理するための脱脂用組成物であって、請求項１の酵素組成物を含み、該酵素がリパーゼである組成物。
【請求項３０】
製紙工程で繊維を加水分解するための組成物であって、請求項１の酵素組成物を含み、該酵素がセルラーゼである組成物。
【請求項３１】
少なくとも１種の酵素が乾燥粒子状の酵素である、請求項１の酵素組成物。
【請求項３２】
少なくとも１種の酵素が滅菌工程中に保護可能であるか、あるいは保護されている、請求項１の酵素組成物。
【請求項３３】
少なくとも１種の酵素が、水溶性、水分散性、水乳化性、水抽出性、または水不溶性である、請求項１の酵素組成物。
【請求項３４】
酵素が、粉末、小球状、顆粒状、マイクロカプセル化、微結晶性、膜結合型、微粒子吸着型、または微粒子移植型の酵素、またはその組み合わせである、請求項１の酵素組成物。
【請求項３５】
少なくとも１種の酵素が、酵素組成物が蒸気処理に曝露された５分後に少なくとも９０％活性を示す、請求項１の酵素組成物。
【請求項３６】
請求項１の酵素組成物の製造方法であって、以下の段階を含む方法：
ａ）少なくとも１種のＣ７〜Ｃ１２二価酸および少なくとも１種のジアミンを混合する段階；
ｂ）ジアミン／二価酸の組み合わせが、室温への冷却時に固形物であるポリマーを形成するまで、ジアミン／二価酸の組み合わせの温度を高める段階；
ｃ）ポリマーを室温より高い中間温度に冷却する段階；および
ｄ）酵素をポリマーと混合し、それによって酵素組成物を形成させる段階。
【請求項３７】
段階ａ）のジアミンが約７０℃〜約１００℃の温度である、請求項３６の方法。
【請求項３８】
段階ｂ）の温度が、ジアミン／二価酸の組み合わせが１種以上の塩、酸／塩基複合体を形成するまで約１３０℃〜約１５０℃であり、次いで該ジアミン／二価酸の組み合わせがポリマーを形成するまで約１７５℃〜約２１０℃で該温度を維持し、次いで該ポリマーを約１８０℃〜約１９０℃の温度で維持する、請求項３６の方法。
【請求項３９】
温度を約１８０℃〜約１９０℃で維持しながらポリマーに真空を適用する段階をさらに含み、その場合、該真空は、該ポリマーからすべての処理水を除去するために十分な強度であり、かつ十分な時間適用される、請求項３８の方法。
【請求項４０】
ポリマーの冷却が段階的に行われ；第一段階では、ポリマーの温度を、該ポリマーのセンチポアズ（centipose）値が約２０，０００〜約４０，０００になるまで約１４０℃〜約１６０℃で維持し；次いで第二段階では、ポリマーの温度を約１２５℃〜約１３５℃で維持し、そして第三段階では、該ポリマーが約５０，０００〜約１００，０００のセンチポアズ値を有するまでその温度で維持し；次いで第四段階では、ポリマーの温度を約７０℃〜約１４０℃で維持する、請求項３６の方法。
【請求項４１】
酵素組成物を１種以上の形状に成形する段階をさらに含む、請求項３６の方法。
【請求項４２】
段階ａ）のジアミンが液状物であり、段階ｂ）の二価酸が固形物である、請求項３６の方法。
【請求項４３】
ポリマーがポリアミドである、請求項３６の方法。
【請求項４４】
二価酸が、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸またはその任意の組み合わせである、請求項３６の方法。
【請求項４５】
ジアミンが、１，３−ジアミノプロパン；１，４−ジアミノブタン；１，６−ジアミノヘキサン；１，８−ジアミノオクタンまたはその組み合わせを含む、請求項３６の方法。
【請求項４６】
二価酸がアゼライン酸またはセバシン酸であり、ジアミンが１，３−ジアミノプロパンである、請求項３６の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
本発明は酵素製剤およびその製造方法に関する。さらに具体的には、本発明では、保護された酵素、およびその製造方法を提供する。
【背景技術】
【０００２】
酵素はすべての生化学的過程の要である。それらは何百もの反応を触媒し、それによって、栄養分子が分解され、化学エネルギーが保存および変換され、ならびに生体高分子が単純な前駆体から作成される。ほとんど例外なく、酵素はタンパク質であり、その触媒活性はそのネイティブのタンパク質コンフォメーションの完全性に依存する。酵素が変性するか、あるいはそのサブユニットに分解されると、その触媒活性は失われる。酵素は、多数の様式で、例えば化学反応、ｐＨの変化、または温度変化によって変性しうる。
【０００３】
食材に対する、および製造における酵素の適用は、消化／栄養吸収を支援し、工業過程の速度／効率を高める。残念ながら、多数のプロセスは酵素を変性させる条件の適用を必要とする。例えば、米国（連邦）食品医薬品局（United States Food and Drug Administration）は、多数の食品の滅菌（蒸気処理によって達成されることが多い）を要求し、滅菌後に、それらを市場に持ち込むことが可能になる。蒸気処理は、食物が媒介する病原体を破壊するのに有効であるが、同時に多数の有用な酵素を変性させる。
【０００４】
参照により本明細書中に組み入れられる米国特許第6,342,381号は、ポリアミドオリゴマーを使用する酵素の安定化に関する。'381特許に記載の組成物は、概して、５０℃の温度まで酵素を保護することが可能であるが、蒸気処理に関連する温度のように、さらに高い温度から酵素を保護することは概して不可能である。'381特許に記載の組成物は室温で液体であり、前記特許に記載の反応は、触知可能なスーパーポリアミド繊維の形成前に停止される。
【特許文献１】米国特許第6,342,381号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、酵素が高温で変性することを妨げ、無毒であり、室温で固体であり、ならびに、必要な時に酵素が触媒として機能することをも許容する、保護された酵素、およびその製造方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明の要旨
したがって、本発明の特徴は、変性から保護されている酵素を提供することである。
【０００７】
本発明の別の特徴は、変性から保護されているが、その保護剤（protectorant）から放出することができる酵素を提供することである。
【０００８】
本発明の別の特徴は、無毒の保護成分（群）を有し、かつ該保護成分から放出された後にその触媒機能を保持する、保護された酵素を提供することである。
【０００９】
本発明の追加の特徴および利点は、以下の説明において部分的に記載され、部分的にはその説明から明らかになり、あるいは本発明の実施によって習得されるであろう。本発明の目的および他の利点は、以下の説明および特許請求の範囲で具体的に指摘される成分および組み合わせを用いて実現および達成される。
【発明の効果】
【００１０】
前記および他の利点を達成するために、かつ本発明の目的にしたがって、本明細書中で具現化され、広く記載されるように、本発明は、少なくとも１種の酵素および少なくとも１種のポリマーを含む、固形の熱安定性酵素組成物に関する。前記の少なくとも１種の酵素は、組成物が１００℃以上の温度に曝露された場合でさえ安定である。本発明は、さらに、本発明の酵素組成物を含有する食物、医薬、および他の製品に関する。また本発明は、本発明の酵素組成物を製造する方法に関する。
【００１１】
前記一般的説明および以下の詳細な説明は、ともに、典型であり、かつ単に説明のためのものであり、特許請求されている本発明をさらに説明するためのものであることが理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
発明の詳細な説明
本発明は、酵素を変性から保護するための保護成分を有する酵素組成物である。さらに具体的には、前記酵素組成物は、酵素に対して、少なくとも部分的に保護成分として機能するポリマーであって、該酵素を熱安定性にするが、同時に、特定条件の期間に、触媒活性に関与できるように該ポリマーから該酵素を放出可能な様式で機能するポリマーを含む。一実施形態では、本発明は、少なくとも１種の酵素および少なくとも１種のポリマーを含有する、固形の酵素組成物に関する。固形の酵素組成物中に存在する場合の酵素は、好ましくは、少なくとも１００℃以上の温度で安定である。より好ましくは、固形の酵素組成物中に存在する場合、酵素は少なくとも１１０℃の温度で安定であり、さらにより好ましくは少なくとも１２０℃の温度で安定である。最も好ましくは、約１００℃〜約１５０℃または〜約２００℃の温度での分解に対して、酵素が保護される。熱安定性酵素は、ポリアミド中に閉じ込められている酵素であってよい。それは固体であり、所定の期間、所定の温度で、その未変性の触媒活性を保持する。
【００１３】
本発明で使用されるポリマーは任意の適切なポリマーであってよい。好ましくは、本発明のポリマーは任意のポリアミドポリマーであってよい。このポリアミドは好ましくは室温で固体であり、より好ましくは少なくとも１２０℃、さらに好ましくは１２０℃〜１８０℃の融点を有する。ポリアミドポリマーはポリアミドコポリマーであってよい。このポリアミドポリマーは、任意の適切な二価酸と任意の適切な二価塩基の反応の生成物であってよい。好ましくは、二価酸は任意の適切なＣ４〜Ｃ１２二価酸、より好ましくはＣ７〜Ｃ１２二価酸であってよく、ならびに二価塩基は任意の適切なジアミン、例えば１，２−エチルジアミン〜１，１２−ドデカンジアミンであってよい。他の例には、１，７−ジアミノヘプタン、１，８ジアミノオクタン、１，９−ジアミノノナン、１，１０−ジアミノデカン、１，１１−ジアミノウンデカン、１，１２−ジアミノドデカンまたはその組み合わせが含まれる。（本明細書中のジアミンの命名法では、最初にアルキルおよび次いでジアミンの列挙、ならびに最初にジアミンおよび次いでアルキルの列挙がいずれも交換可能に使用される。）二価酸およびジアミンの組み合わせの非限定的な例には、以下のものが含まれる：６〜１２炭素の長さの二価酸と３〜６炭素の長さのジアミン；８〜１２炭素の長さの二価酸と４〜６炭素の長さのジアミン、および最も好ましくは、８〜１２炭素の長さの二価酸と３〜４炭素の長さのジアミン。表１は、本発明で使用されるポリマーの製造に使用することが可能な酸および塩基の適切な組み合わせの具体例を列挙する。この表では、最良の蒸気耐性を有するポリマー組成物をもたらす二価酸／ジアミンの組み合わせはアゼライン酸／１，３−ジアミノプロパンおよびセバシン酸／１，３−ジアミノプロパンである。
【００１４】
表１  ポリアミド製造用の二価酸およびジアミンの組み合わせ
【表１】
2008512118.tif 000002
【００１５】
好ましくは、本発明のポリマーは、約５，０００ダルトン〜約５００，０００ダルトン、例えば１０，０００ダルトン〜５０，０００ダルトンまたはそれ以上の分子量を有してよく、本発明の酵素は約１０，０００ダルトン（またはそれ未満）〜約１５，０００ダルトンまたはそれ以上の分子量を有してよい。好ましくは、ポリマーは（例えば、室温で）硬質であり、好ましくは、従来型の熱可塑性、柔軟性、または展性の特性を示さない。また、好ましくはポリマーマトリックス中で流動物質（rheological agents）は使用されない。
【００１６】
本発明の重要な態様は、使用されるポリマーが、保護対象として意図される酵素を変性させないであろうことである。さらにまた、必須ではないが、ポリマーが本質的に無毒であることも好ましい。最終的に、ポリマーは、好ましくは、酵素の触媒機能が所望になれば、保護されている酵素を放出することが可能である。
【００１７】
本発明では任意の適切な酵素を使用することができる。２種以上の酵素を存在させてもよい。酵素（群）は好ましくは蒸気安定性である。酵素は乾燥粒子状の酵素であってよい。例えば、プロテアーゼ、中性プロテアーゼ、アルカリ性プロテアーゼ、酸性プロテアーゼ、エステラーゼ、マンノシダーゼ、グルコシダーゼ、ガラクトシダーゼ、アミダーゼ（amindase）、トランスアミナーゼ（transamindase）、ホスファターゼ、フコシダーゼ、フィターゼ、グルコサミニダーゼ、キシラナーゼ、アミラーゼ、ペクチナーゼ、イソメラーゼ、オキシダーゼ、グルカナーゼ、セルラーゼ、リパーゼ、等を使用してよい。酵素は水溶性、水分散性、水乳化性、水抽出性または水不溶性であってよい。酵素は任意の適切な非液体状態であってもよく、非液体状態には、粉末状、小球状、顆粒状、マイクロカプセル化、微結晶性、膜結合型、微粒子吸収型（particulate absorbed）または微粒子移植型（particulate grafted）等が含まれる。本発明の酵素は任意の適切な分子量を有してもよい。本発明では、酵素は、好ましくは、１２５℃を超える温度での分解から保護される。
【００１８】
本発明では、ポリマーは任意の適切な方法によって酵素を保護することができる。保護方法には、カプセル化、マイクロカプセル化、取り込み（entrapment）、等が含まれるであろう。酵素／ポリマー組成物（酵素組成物）のポリマー部分は、酵素組成物の総重量の約０．１重量％〜約９９重量％を構成してよく、例えば酵素組成物の総重量を基準にして少なくとも約５０重量％を構成してよい。好ましくは、ポリマーは酵素組成物の約２５重量％〜約７５重量％を構成してよい。最も好ましくは、ポリマーは酵素組成物の約４０重量％〜約６０重量％を構成してよい。本発明のポリマーの別の一態様は、ポリマーが、必要な時に活性状態で酵素を放出できることである。例えば、ポリマーは、水（好ましくは、大量の水）に曝露された時に、分解および／または溶解し、それによって酵素組成物中の酵素を放出する。上記のように、酵素は酵素組成物から放出可能であり、好ましくは、任意の諸目的のために触媒活性を発揮する。一般に、酵素は、酵素組成物の再水和時に放出可能である。例えば、酵素は再水和の３０分以内に放出されうる。
【００１９】
酵素組成物は任意の適切な形式をとってよい。さらに具体的には、酵素組成物は固形組成物であり、例えば固形フィラメント、固形フレーク、固形顆粒、固形ナゲット（nugget）、固形ビーズ、固形バー、等、またはその組み合わせである。酵素組成物は押出生成物であってよい。
【００２０】
任意の適切な様式で酵素組成物の酵素成分を酵素複合体中に分配してよい。例えば、酵素は酵素組成物のポリマー部分全体に均一に分配することができる。
【００２１】
上記のように、酵素（群）は、例えば滅菌工程中に、保護可能であるか、あるいは保護される。好ましくは、酵素を含有する酵素組成物が蒸気処理に曝露された５分後に、酵素は少なくとも９０％の活性を示す。より好ましくは、酵素は、蒸気処理に曝露された後に、酵素組成物中でのその活性の少なくとも９５％、さらにより好ましくは約９５％〜約９９％を示す。
【００２２】
酵素組成物は任意の適切な方法によって作成することができる。以下は、酵素組成物を作成する方法の候補の一例であり、それは単に説明のためのものであって、本発明の範囲を限定するためのものではない。
【００２３】
一般に、本発明の方法における第一段階は、少なくとも１種の酸と少なくとも１種の塩基を組み合わせることであってよい。任意の様式で二価酸をジアミンと混合することができる。本発明の酵素組成物を作成する場合は、概して、少なくとも１種のＣ７〜Ｃ１２二価酸または他の二価酸と少なくとも１種のジアミンを混合してよい。そして、ジアミン／二価酸の組み合わせの温度は、該組み合わせがポリマーを形成するまで高めてよい。そして、ポリマーを冷却した後、１種以上の酵素と混合して酵素組成物を形成させてよい。前述のように、表１は、本発明での使用に特に適した二価酸およびジアミンのいくつかの例を列挙するものである。また表１は、本発明に関して同様に特に適した各化学物質の個別の量を列挙する。これらの例は説明のためだけに列挙されるものであり、本発明は、列挙される具体例のいずれにも限定されない。
【００２４】
適切な反応容器中で二価酸とジアミンを組み合わせることは任意の適切な方法によって達成してよい。ジアミンは液状であってよく、任意の適切な温度に加熱することができる。適切な温度は約５０℃〜約１２０℃である。最も好ましくは、適切な温度範囲は約７０℃〜約１００℃である。他の温度を使用してもよい。そして、固形の二価酸であってよい適切な二価酸をジアミンに加えてよい。
【００２５】
二価酸とジアミンを組み合わせた後、得られた混合物の温度を、二価酸が依然として融解していないか、あるいは液状でなければ、それを融解させる任意の温度に調節することができる。好ましくは、その温度は約１２０℃〜約１６０℃である。より好ましくは、その温度は約１３０℃〜約１５０℃である。一般に、この時点で、ジアミン／二価酸の組み合わせは１種以上の塩、酸／塩基複合体を形成する。この時点で、温度を維持するか、あるいはジアミン／二価酸の組み合わせがポリマーを形成するまで約１７５℃〜約２１０℃の温度に調節してよい。そして、約１８０℃〜約１９０℃の温度または任意の他の適切な温度でポリマーを維持してよい。任意の適切な期間、その温度を適用してよい。適切な期間は、種々の酸／塩基反応等から得られる種々の塩錯体の形成を好ましくは許容する任意の期間であってよい。
【００２６】
オプションとして、反応の次の段階は、前述の二価酸／ジアミン混合物の温度を、任意の適切な期間、任意の温度にさらに調節することであってよく、それは、溶融重縮合を促進し、それによって所望のポリマーを形成させるであろう温度および期間である。例えば、温度を約１６５℃〜約２２０℃に高めてよい。より好ましくは、温度を約１７５℃〜約２１０℃に高めてよく、例えば１８５℃にしてよい。典型的には、約０．５〜約３時間、その温度を維持してよい。より好ましくは、約１〜約２．５時間、その温度を維持する。他の温度および／または期間を使用してもよい。
【００２７】
前述の段落に記載の組成物をさらに処理して、任意の適切な方法によって、組成物中に存在するすべての処理水（processing water）を除去することができる。より好ましくは、この処理方法は、ポリマー組成物中に存在するすべての処理水を除去するために十分な期間の十分な吸引を利用する真空式水除去法であってよい。この過程およびすべての前述の過程を実施してよく、好ましくは組成物を撹拌しながら実施する。
【００２８】
二価酸およびジアミン成分が重合し、それによってポリマー組成物が形成されたら、ポリマー組成物の温度を下げてよい。この温度の低下は任意の適切な速度で行ってよいが、より好ましくは、数段階にわたってゆっくり行う。段階的冷却の目的は、添加される特定酵素の保護に加えて、ポリマー組成物全体にわたって均一に温度を低下させることである。例として、約２１０℃の温度から、約１４０℃〜約１６０℃の温度、例えば約１５０℃にポリマー組成物を冷却してよい。ポリマー組成物を、そのセンチポアズ（Ｃｐ）値が約２０，０００〜約４０，０００になるまでこの温度で維持してよい。別の例として、Ｃｐ値が約２５，０００〜約３５，０００になるまで、ポリマー組成物を１３０℃で維持してよい。
【００２９】
次いで、ポリマー組成物の温度を約１４０℃〜約１２０℃、例えば約１３０℃にさらに調節してよい。ポリマー組成物を、そのセンチポアズ（Ｃｐ）値が約４０，０００〜約１１０，０００になるまでこの温度で維持してよい。例えば、Ｃｐ値が約５０，０００〜約１００，０００になるまで、約１２５℃〜約１３５℃の温度でポリマー組成物を維持してよい。
【００３０】
次いで、ポリマー組成物を約７０℃〜約１４０℃、例えば約８０℃〜約１１０℃に徐々に調節してよい。使用される特定の酵素の温度耐性および使用される特定のポリマーのポリマー可塑性に関する温度範囲に応じて、当業者は前記温度範囲を調節してよい。
【００３１】
ポリマー組成物の調製および冷却後、任意の適切な方法によってポリマーに酵素を加えてよい。添加後、任意の適切な方法によって酵素をポリマーと混合してよい。さらに具体的には、溶融状態のポリマー中に酵素を混合して、均質なポリマー性酵素組成物を形成させてよい。具体例として、ポリマー組成物を約１２０℃〜１２５℃の温度で維持しながら酵素を加えてよく、撹拌によってポリマー全体にわたって分配させ、均質な組成物を形成させてよい。使用される温度は、例えば撹拌によってポリマー全体に酵素を分配させ、好ましくは均質性を達成する温度であり、これは、組成物を成形するために流し込むか、あるいは押し出すことを可能にする温度でもある。
【００３２】
酵素組成物が形成されたら、任意の適切な形状に成形してよい。例えば、酵素組成物を冷却押出機に通し、固形フィラメント、固形フレーク、固形顆粒、固形ビーズ、固形バー、または任意の他の押出形状またはその組み合わせに成形してよい。典型的に、酵素組成物は約９０℃〜約１２０℃の温度で固形になり、そして室温では固体である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
酵素の選択に応じて、任意の数の適切な適用において酵素組成物を使用してよい。例えば、酵素組成物をヒトまたはペット用の食品に加えて、その消化を支援することができる。特に、ドッグフードおよびキャットフード中で本発明を使用することができる。例えば、本発明の酵素組成物は、ドッグフード１ポンドあたり約１００ｍｇ〜約１０００ｍｇの量で存在させてよい。消化時に、酵素組成物中に存在するポリマー性組成物は分解し、それによって消化用の酵素を放出する。ゆえに、本発明は、種々の食品および他の非食物製品中への酵素の取り込み時に酵素を保護し、加熱処理または他の種類の衛生上の処理時に酵素を保護し、さらに、次いで水または他の水溶液との接触時に酵素を放出できる有益な方法を提供する。食品生産において使用される酵素の例は、例えば米国特許第4,804,549号に記載されている。冷却水適用において、本発明を使用することができ、その場合、酵素を、例えば、安定化ペレット、顆粒化ポリマーコーティング粒子、錠剤（tablest）、パック、または他の形状に成形してよい。これらのすべての場合において、固形ポリマー中に酵素を取り込み、酵素が取り込まれているポリマーを指定の任意の形状に成形してよい。選択される形状は、取扱いが容易であり、粉化特性がなく、はねおよび流出の心配がないようにする形状であり、処理冷却水の容量に対する適切な送達濃度に対してあらかじめ測定されたサイズであってよい。
【００３４】
農業では、例えば、固形の安定化酵素材料は、顆粒状、粒子状、錠剤状、または、希釈のために水性メイクダウンタンク（make down tank）に送達できる他の形状であってよく、その場合、取り込まれている固形の酵素は水中に浸されると固形ポリマーから放出される。浸漬時に、酵素はその活性状態で放出される。
【００３５】
皮革加工では、取り込まれている固形の酵素は、顆粒状、ペレット状、または押出固形状であり、水溶液中の動物の皮とともに処理ドラムに加えてよい。水に浸されると酵素はそのポリマーから放出され、その結果、活性かつ自由になり、処理期間中、動物の皮の表面を脱脂し、脱毛するか、あるいはコンディションを整える。
【００３６】
動物の飼育過程では、飼料を数分間の蒸気殺菌にかける必要がある。酵素は、動物に摂取された後の飼料の前消化のために動物飼料に加えられる。蒸気処理は、食品を殺菌するとともに、ほとんどの酵素を破壊する。蒸気に耐性の固形ポリマー中に酵素を取り込ませることによって、食品の前消化のために、活性な酵素の完全性が維持される。
【００３７】
また本発明は、例えば、冷却処理水中で、例えば殺生物剤として、農業開発において、例えば肥料組成物として、および皮革加工等において使用することができる。酵素に関する広範囲の産業上の利用が、例えば、米国特許第6,342,381号に開示されていて、その文献では、プロテアーゼ、キシラナーゼ、アミラーゼ、ペクチナーゼ、イソメラーゼ、オキシダーゼ、ベータ−グルカナーゼ、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ、リパーゼ、ホスホリパーゼ、レドックス酵素等の産業上の利用が具体的に考察されている。米国特許第6,342,381号の組成物は液状である。酵素の産業上の利用の具体的な例を以下に挙げる：殺生物剤としての、例えば大量の水から細菌、藻類および真菌を排除するための利用；廃棄物を有用な有機物材料、例えば糖、リグナン、エタノールおよび熱可塑性プラスチックに変換する処理としての利用；繊維分解用組成物としての、例えば製紙工程における利用；脂肪および油を加水分解するエステラーゼ組成物としての利用、例えば、製紙工程におけるロールおよび他の設備に対するピッチ付着物の低減に使用されるリパーゼ、および皮革生産工程における脱脂剤としての利用。第三者は、酵素組成物の具体的用途によって固形であることが必要とされるか、あるいは酵素組成物の保存または輸送のために固形であることが必要とされるために、本発明によって提供される固形の酵素調製物を得ることが好ましいであろう場合を容易に認識することができる。さらに、第三者は、１００℃〜２００℃の温度から酵素を保護する酵素組成物、および特にいくつかの工業過程で遭遇する蒸気条件から酵素を保護する酵素組成物を得ることが好ましいであろう場合を容易に認識することができる。本明細書中に記載のすべての特許／刊行物は参照により本明細書中に組み入れられる。
【００３８】
本発明は以下の実施例によってさらに明らかにされる。実施例は本発明の例示であるものとする。
【実施例１】
【００３９】
実施例
表１に列挙されるポリアミドコポリマーに関する二価酸およびジアミンの組み合わせは、蒸気に曝露される酵素のための安定剤として良好に機能するタイプの調製物に特徴的なものである。使用される二価酸およびジアミンの量は二価酸３．１２５対ジアミン１の重量比に基づくものであった。二価塩基１（one）に対する二価酸比３．１２５〜２．６３０のように他の割合を使用してもよい。この包括的な列挙のうち、酵素に関する最良の蒸気安定性を提供する二価酸／ジアミンの組み合わせは、アゼライン酸／１，３−ジアミノプロパンおよびセバシン酸／１，３−ジアミノプロパンおよびピメリン酸／１，４−ジアミノブタンである。以下の説明では、セバシン酸／１，３−ジアミノプロパンコポリマーの製造を詳述する。この製造プロトコルは、割合をわずかに調整すれば、表１に列挙されるすべてのジアミン／二価酸の組み合わせに典型的なものである。ジアミンは液状であってよく、あるいは最初からであれば固形であってよい。任意の固体を溶融温度に加熱して、液状物を得てよい。本実施例では、１，３−ジアミノプロパンを１００℃〜約１２０℃の温度に加熱し、次いで二価のセバシン酸固形物をジアミンに加えた。二価酸とジアミンを組み合わせて、得られた混合物の温度を、固形の二価酸が融解する温度に調節した。本実施例では、セバシン酸を１３０℃〜約１５０℃の温度に加熱した。二価酸の溶融温度で、二価酸／ジアミンの組み合わせは１種以上の塩、酸／塩基複合体を形成する。酸／塩基複合体上に窒素雰囲気を維持し、塩錯体間の安定な縮合が重合を開始するまで温度を１７５℃以上に調節した。縮合反応から発生する水の生成によって安定な重合が示された。水は蒸気として放出され、泡になって反応容器の上部へ移動した。この時点で、窒素雰囲気生成を中断し、わずかに真空吸引して、発生した水蒸気を容器中の加圧から解放した。約２１０℃に達するまで温度を徐々に上げた。次いで、反応物の温度を１８０℃〜１９０℃の範囲に下げ、水蒸発活性がおさまるまで０．５〜３時間維持した。ほとんどの水蒸気が真空を介して除去された時点で；反応温度を段階的に下げて、反応容器全体にわたってポリマー組成物を均一に冷却させた。ポリマー組成物を１５０℃〜１６０℃の範囲に冷却し、そのセンチポアズ値が２５，０００〜３５，０００の範囲になるまで維持した。以後の時間にわたって、温度を少し下げて約１３５℃にすると、センチポアズ値は５０，０００〜１００，０００の範囲になった。
【００４０】
この調製および冷却後に、任意の適切な方法によってポリマー組成物に中性プロテアーゼ（ニュートラーゼ（Neutrase））および／またはアルカリ性プロテアーゼを加えた。液状であるポリマー組成物中に酵素を混合し、撹拌によってポリマー全体に分配して、均質性を達成した。酵素は元々顆粒状であり、この顆粒状態をポリマー組成物内で維持した。酵素／ポリマー組成物が形成された後、押出成形によって組成物を薄片（flaked chips）の形状にした。押出成形された酵素／ポリマー複合体は薄片化時に直ちに冷却され、そして蒸気耐性処理に関する最終形状になった。
【００４１】
以前に記載されている方法によって調製された代表的な中性プロテアーゼおよびアルカリ性プロテアーゼ酵素を、定常流の蒸気中で１時間、その酵素保護能力に関して試験した；試験では、蒸気処理の前後に酵素活性をモニターした。これらの処理の結果を観察した。その結果を以下に挙げる。
【００４２】
ポリマーマトリックス中に組み込まれたタンパク質に対して付与される熱安定性の一例として、Hide Powder Azure（ＨＰＡ）基質を利用してタンパク質分解活性評価を実施した。０．１Ｍリン酸バッファー溶液（Sorenson）ｐＨ７．８〜８．０を約２００ミリグラムのTriton X-100界面活性剤で改変して、（ＨＰＡ）基質用のインキュベーション溶液として用いた。インキュベーション温度は４０℃＋／−２℃で２０分間であった。約２０ｍｇ／インキュベーション溶液２．５ｍｌのＨＰＡをインキュベーション混合物に導入した。インキュベーションの終了時点で、０．４５ミクロンフィルターを通して分散物をろ過し、微粒子を除去し、反応を効果的に停止させた。１ｃｍセル光路（1cm cell path）分光光度計で５９５ナノメートル（ｎｍ）でのろ液の吸光度を読み取った。「ＨＰＡ活性単位−Ｕ ｈｐａ」を、試験条件下で、０．１ Ａｂｓ ５９５９単位／分の変化を生じさせる酵素の量として定義した。
【００４３】
ポリマータンパク質マトリックス複合体の加熱試験の前および後。約１００℃＋／−２℃で６０分間の熱への曝露。
【表２】
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【００４４】
したがって、処理中（処理後）に活性の有意な損失は検出されなかった。
【００４５】
第二の例では、アルカリ性プロテアーゼをポリマーマトリックス中に組み込み、処理前後のタンパク質分解活性を記録した。
【００４６】
アルカリ性プロテアーゼポリマーマトリックスの加熱試験の前および後。約１００℃＋／−２℃で６０分間の熱への曝露。
【表３】
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【００４７】
この場合も先と同様に、ポリマー／Ａｌｋ．プロテアーゼマトリックス複合体の処理の前後で有意差はなかった。
【００４８】
本発明の他の実施形態は、本明細書の考察および本明細書中で開示される本発明の実施から当業者に明らかになる。本明細書および実施例は単に例示とみなされ、本発明の真の範囲および思想は特許請求の範囲およびその等価物によって示されるものとする。
【国際調査報告】
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