JPH11276876A

JPH11276876A - 界面活性剤

Info

Publication number: JPH11276876A
Application number: JP10086221A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Shiomi; 秀数塩見; Hideyuki Yamada; 英幸山田; Masakazu Nomura; 正和野村
Original assignee: Seiren Co Ltd
Current assignee: Seiren Co Ltd
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 1999-10-12
Anticipated expiration: 2018-03-31
Also published as: JP4148556B2

Abstract

(57)【要約】【課題】人体への安全性が高く、高い生分解性能を持
ち、さらには抗酸化能、美白効果、保湿効果を備えた、
温度依存性の少ない新規界面活性剤を提供する。【解決手段】セリシンを界面活性剤として用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、医薬品、医薬部外
品、化粧品、食品、あるいは家庭用洗剤などの広範囲の
分野において利用可能な新規界面活性剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】界面活性剤とは、界面（物質同士の接触
面）現象に多大な影響を与える性質を有するもの全般を
指し、湿潤剤、浸透剤、気泡剤、消泡剤、乳化剤、分散
剤、可溶化剤、洗浄剤などの言い方もされている。現在
使用されている界面活性剤の多くは化学的に合成された
ものであり、これら合成界面活性剤は目、皮膚や粘膜へ
の刺激の強いものが多く安全性に問題がある。またその
排水は公害の原因となっている。例えば、家庭で用いら
れる代表的合成界面活性剤であるアルキルベンゼンスル
ホン酸ナトリウムの急性経口毒性（ＬＤ５０）は１２６
０ｍｇ／ｋｇであり安全であるといわれているが、目や
皮膚への刺激は強く、また魚毒性の問題など環境汚染の
原因の一つとなっている。そこで、人体への影響がな
く、生分解性のある天然界面活性剤に対する関心が高ま
ってきている。例えば乳はその中に含まれるカゼインや
リン脂質が乳化剤として作用しているため見事な乳液を
形成している。またシャボンの木の樹皮に含まれるサポ
ニン成分であるキラヤサポニンは、欧米では飲料の起泡
剤として用いられ、最近ではビタミンＥの可溶化剤とし
て用いられている。その他、天然に存在し界面活性剤と
して使用されているものには、レシチン、アラビアガム
や、タンパク質であるゼラチン、血清アルブミン、卵ア
ルブミン、大豆タンパク等がある。しかし、これらの天
然界面活性剤はそれ自体に特有の臭いや風味を有してい
るものが多く、食品や化粧品用として好ましくなく、高
い純度のものを得るには複雑な工程を経る必要がある。

【０００３】界面活性剤がその性質を現すには、臨界ミ
セル濃度以上の濃度を示すように添加する必要がある。
臨界ミセル濃度（ｃｍｃ）とは、界面活性剤分子がミセ
ルを形成しない状態で溶解できる濃度、言い換えると分
子が会合しミセルを形成し始める最低濃度のことであ
り、界面活性剤濃度がｃｍｃ以下ではミセルが存在せ
ず、界面活性剤としての性質を現すことができない。ま
た、ｃｍｃ以上の濃度であってもｃｍｃ分の界面活性剤
はミセル形成に寄与しておらず、結果として多量に添加
してやらなければならない。ＳＤＳという略称で知られ
るラウリル硫酸エステルナトリウム塩の常温におけるｃ
ｍｃは２．８ｇ／ｌであるが、実際にこの界面活性剤を
用いてエマルジョン作製する場合などは２０〜３０ｇ／
ｌの添加が必要となる。また界面活性剤は、クラフト点
を有しているため使用する上で温度条件が重要となる。
クラフト点とは水和固体状界面活性剤の融点のことであ
り、クラフト点以下の温度では疎水基部が液状運動でき
ず、濃度がｃｍｃ以上であってもミセルを形成しない。
反対に高温の場合、変性を起こしたり、曇り点により親
水性が失われたりして界面活性能を発揮できない。例え
ば食品用乳化剤としてよく用いられている硬化牛脂モノ
グリセリドの場合、クラフト点が約５５℃で、それより
も１０〜１５℃高い温度でゲル化してしまう。そのた
め、均一分散したエマルジョンを作れる範囲はわずか１
０℃程度であり、非常に扱いにくいものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、人体への安
全性が高く、高い生分解性能を持ち、さらには抗酸化
能、美白効果、保湿効果を備えた、温度依存性の少ない
新規界面活性剤を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、セリシンを有
効成分とする界面活性剤である。好ましくは繭又は生糸
から抽出した天然セリシンが用いられる。また、セリシ
ンの加水分解物を用いてもよい。さらにこの界面活性剤
は、乳化剤として好ましく使用される。

【０００６】非加水分解物としてのセリシンは、繭又は
生糸から一般的に行われる抽出方法で得ることができ
る。例えば以下のようにして純度９０％以上の高精製度
の単一タンパク質の状態で抽出できる。すなわち、繭又
は生糸に含有されるセリシンを、水によって抽出し、例
えば次に示す（１）、（２）又は（３）のような方法で
非加水分解物としてのセリシンを得る。（１）セリシン水溶液を有機酸あるいは無機酸によっ
てｐＨ３〜５に調整した後、有機凝集剤あるいは無機凝
集剤を添加してセリシンを析出させ、濾過、乾燥して固
体のセリシンを得る。（２）セリシン水溶液をメタノール、エタノール、ジ
オキサンなどの水溶性溶媒と混合してセリシンを析出さ
せた後、濾過、乾燥して固体のセリシンを得る。（３）セリシン水溶液のうち透析膜を透過した物質を
除去した後、透析膜を透過しなかった物質を乾燥して固
体のセリシンを得る。また、セリシンの加水分解物は、
繭又は生糸に含有されるセリシンを、酸、アルカリ、あ
るいは酵素によって部分加水分解してから、例えば前述
の（１）、（２）又は（３）のような方法で得ることが
できる。

【０００７】上記のようにして得られたセリシンは、無
味無臭であり、食品ではマヨネーズ、ホイップクリー
ム、マーガリン、乳化香料、乳酸飲料、澱粉食品、クッ
キー、豆腐、練り製品など、化粧品としてはクリーム、
乳液、ファンデーション、ローション、スティック製品
など、また洗浄剤としてはハンドソープ、食器用洗剤、
洗濯用洗剤、シャンプーなど、広範囲に於いて界面活性
剤として利用可能である。セリシンを使用した場合、セ
リシンそのものが保湿効果、美白効果を備えているの
で、保湿剤、美白剤の添加を抑えても、十分な効果が期
待できる。さらにセリシンは抗酸化能も有していること
から、エマルジョン中の油脂の酸化を抑え、長期間良好
な状態を保つことができる。もちろん本発明の界面活性
剤には、他の界面活性剤や、保湿剤、美白剤、抗酸化
剤、増粘剤、防腐剤、紫外線吸収剤などの添加剤を加え
て使用することができる。また、セリシンは高分子型界
面活性剤であるため、ミセルを形成しなくても、セリシ
ン分子１つ１つが疎水性領域を持っている。つまり、セ
リシンは全ての分子が乳化、可溶化に寄与しており、添
加量を少量に抑えることができる。

【０００８】セリシンを単独で使用するだけでなく、他
の界面活性剤と併用する場合においても、その優れた界
面活性能により、添加量を抑えることができる。この
時、セリシンは油−水界面に吸着し保護皮膜を作り、エ
マルジョン中の油滴を小さく安定に保つことができるた
め、エマルジョンの安定剤としての役割をも果たしてい
る。界面活性剤の存在下において、油相と水相を攪拌し
ている間は乳化状態となるが、攪拌を止めた瞬間から乳
化破壊はおこる。乳化状態にある油滴は安定なものであ
るほど小さいが、攪拌が止められると油滴は集まり、ぶ
どうの房のようになる。これを凝集という。さらに油滴
はまとまり１つの大きな油滴になっていき、最終的には
油相と水相が分離してしまう。安定なエマルジョン中の
油滴は小さく、この小さな油滴を安定に保つことがエマ
ルジョン状態を保つことにつながる。

【０００９】界面活性剤において親水基と疎水基のバラ
ンスは、その界面活性剤の機能、用途を知る上でたいへ
ん重要である。そのバランスを示す指標としてＧｒｉｆ
ｆｉｎのＨＬＢ（Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ−ｌｉｐｏｐｈ
ｉｌｅＢａｌａｎｃｅ）が最も一般的であり、親水基
の分子量が０％の時のＨＬＢ値を０、１００％の時を２
０としている。高いＨＬＢ値を持つ界面活性剤はＯ／Ｗ
型（水中油型）エマルジョンを、低いＨＬＢ値を持つも
のはＷ／Ｏ型（油中水型）エマルジョンを作成しやす
い。被乳化物となる油脂は固有の要求ＨＬＢ値を持って
いて、この要求ＨＬＢ値と界面活性剤のＨＬＢ値が一致
するとき、最も良好なエマルジョンを得ることができ
る。油脂の要求ＨＬＢ値にあった界面活性剤を得るの
に、界面活性剤を混合してＨＬＢ値を調整することがあ
る。この混合界面活性剤のＨＬＢ値は次式で求めること
ができる。ＨＬＢ＝ａｘ／１００＋ｂ（１００−ｘ）／１００このとき、ａは界面活性剤ＡのＨＬＢ値、ｘは重量％を
示し、ｂは界面活性剤ＢのＨＬＢ値を示している。ま
た、この式を用いて既知の要求ＨＬＢ値を持つ油脂と、
既知のＨＬＢ値ａを持つ界面活性剤Ａから、ＨＬＢ値の
分からない界面活性剤ＢのＨＬＢ値ｂを求めることもで
きる。

【００１０】セリシンは高いＨＬＢ値を持ち、親水性で
あり、特にＯ／Ｗ型エマルジョンを作成するのに有効で
ある。本発明の界面活性剤の使用量はそれぞれの用途に
応じ、意図する界面活性効果を発現する量であり、本質
的には従来の界面活性剤と同レベルで用いられる。通常
共有する水に対し、セリシン非加水分解物ならば０．０
０１〜１０重量％、セリシン加水分解物ならば０．００
１〜５０重量％の範囲で選択され、好ましくは０．１〜
１０重量％の範囲である。わが国の食品用界面活性剤の
ＨＬＢ値は低ＨＬＢ値のもの、すなわち親油性のものが
大半で、親水性の界面活性剤は少ない。そこで、セリシ
ンのように高ＨＬＢ値を持つ、人体に無害な親水性界面
活性剤を得られたことは大変有用である。セリシンは他
のタンパク質同様、典型構造の界面活性剤でみられるク
ラフト点や曇り点を持たない。従って、低温であっても
ミセル形成が可能であり、界面活性能を発揮することが
できる。また、他のタンパク質は高温で変性し、凝固す
るため扱いにくいが、セリシンは高温においても変性、
凝固することなく、その使用温度範囲は広い。

【００１１】〔製造例１〕生糸からなる絹織物１ｋｇ
を、水５０リットル中で９５℃にて２時間処理し、セリ
シン非加水分解物を抽出した。得られた抽出液を平均孔
径０．２μｍのフィルターで濾過し、凝集物を除去した
のち、濾液を分画分子量３５００の透析膜を用いて透析
し、透過した物質を除去した後、非透過物質を分取する
ことにより、濃度０．２％の無色透明のセリシン水溶液
を得た。この水溶液をエバポレーターを用いてセリシン
濃度約２％にまで濃縮した後、凍結乾燥を行って、純度
９５％以上のセリシン非加水分解物固体１００ｇを得
た。

【００１２】〔製造例２〕生糸からなる絹織物１ｋｇ
を、０．２％炭酸ナトリウム水溶液（ｐＨ１１〜１２）
５０リットル中で９５℃にて２時間処理し、セリシン加
水分解物を抽出した。得られた抽出液を平均孔径０．２
μｍのフィルターで濾過し、凝集物を除去したのち、濾
液を分画分子量３５００の透析膜を用いて透析し、透過
した物質を除去した後、非透過物質を分取することによ
り、濃度０．２％の無色透明のセリシン水溶液を得た。
この水溶液をエバポレーターを用いてセリシン濃度約２
％にまで濃縮した後、凍結乾燥を行って、純度９５％以
上のセリシン加水分解物固体１００ｇを得た。

【００１３】〔試験例１〕セリシン非加水分解物、セリ
シン加水分解物、カゼイン（ナカライテスク社製）、牛
血清アルブミン（シグマ社製）、オボアルブミン（シグ
マ社製）を５％の濃度になるよう蒸留水にそれぞれ溶解
させて水溶液とした。該溶液に被乳化物としてバターオ
イルと流動パラフィン各５ｇをそれぞれ加え、４５℃の
恒温下において、超音波乳化機を用い１０分間処理し、
合計１０種類のエマルジョンを得た。こうして得られた
エマルジョンの濁度を測定することにより、その乳化状
態を知ることができる。この濁度法は、Ｊ．Ａｇｒｉ
ｃ．ＦｏｏｄＣｈｅｍ．，Ｖｏｌ．２６，７１６−７
２３，１９７８においてＫｅｖｉｎＮ．Ｐｅａｒｃｅ
とＪｏｈｎＥ．Ｋｉｎｓｅｌｌａが示したものであ
る。今回は、得られたエマルジョンを１０００倍希釈
し、測定波長５００ｎｍで分光光度計を用いて吸光度測
定を行い、濁度を計算した。濁度法によると次式が成り
立つ。Ｔ＝２．３０３Ａ／Ｌ液−液表面積＝２ＴＲ＝３φ／２Ｔここで、Ａは観察された吸光度、Ｌはセル幅、Ｔは濁
度、Ｒは油滴の平均半径、φは油相の体積分率を示す。
つまり油相の体積分率が同じエマルジョンなら、濁度が
大きいほど、油滴の平均半径が小さく、安定したエマル
ジョン状態といえる。エマルジョン作成直後の測定結果
を表１に示す。

【００１４】

【表１】

【００１５】表１から明らかなように、セリシンによっ
て得られたエマルジョンの濁度はカゼイン、牛血清アル
ブミン、オボアルブミンのそれよりも高い。従って、エ
マルジョン中の平均粒径も小さいといえ、セリシンの乳
化能が他の比較タンパク質と比較し、同等もしくは優れ
ていることが証明された。

【００１６】〔試験例２〕試験例１で作成した、被乳化
物にバターオイルを用いたエマルジョンについて、エマ
ルジョン作成後１時間常温で放置したものと、２４時間
常温放置したものの乳化状態を試験例１同様に測定、評
価した。結果を表２に示す。

【００１７】

【表２】

【００１８】１時間後、２４時間後共にセリシンによっ
て得られたエマルジョンの濁度変化は小さく、乳化状態
が安定であることが解る。これは、他の蛋白のエマルジ
ョンが乳化破壊を起こし、粒子径が大きくなっているの
に対してセリシンを用いたエマルジョンは変化が小さい
からである。特にセリシン非加水分解物の乳化安定性は
高い。

【００１９】〔試験例３〕被乳化物にステアリン酸（ナ
カライテスク社製）を用い、試験例１に示した方法に準
じてセリシン非加水分解物、セリシン加水分解物、カゼ
イン（ナカライテスク社製）、牛血清アルブミン（シグ
マ社製）、オボアルブミン（シグマ社製）のエマルジョ
ンを得た。ただし、ステアリン酸の融点は７０℃であ
り、エマルジョン作製は８０℃の蒸留水で行った。こう
して得られた作製１時間常温放置後と２４時間常温放置
後のエマルジョンを試験例１同様に測定、評価した。結
果を表３に示す。

【００２０】

【表３】

【００２１】セリシンは、ステアリン酸のように融点の
高い油脂の乳化を行う場合においても凝固、変性を生じ
ず、優れた乳化状態を示した。一方、試験例１におい
て、セリシンについで乳化能が高かったオボアルブミン
は、高温下で変性を生じ乳化能が低下したため、エマル
ジョン濁度が極端に低い結果となっている。

【００２２】〔試験例４〕セリシン加水分解物、スクロ
ースモノラウレート（ナカライテスク社製）、ソルビタ
ンモノステアレート（ナカライテスク社製、以下Ｓｐａ
ｎ６０と呼ぶ）を蒸留水に溶解させ、０．５％と１．０
％の水溶液を調製し、ロスマイルス法に従い起泡力を測
定した。ロスマイルス法とは、直径５ｃｍのガラス管に
試料液５０ｍｌを入れ、この上に９０ｃｍの高さから試
料液２００ｍｌを３０秒間で落下させる。そのとき生じ
た泡の高さと５分後の泡の高さを測定し、起泡力と泡の
安定性を評価する方法であり、起泡力の測定に最も一般
的に用いられている。結果を表４に示す。

【００２３】

【表４】

【００２４】セリシン水溶液の起泡力は、起泡力の高い
界面活性剤スクロースモノラウレートと比較してもほと
んど変わらず、Ｓｐａｎ６０よりもかなり高い。さらに
セリシンで得られた泡は安定性が高く、セリシンを起泡
剤として用いた場合には安定性の高い泡が得られる。

【００２５】〔試験例５〕セリシン加水分解物、スクロ
ースモノラウレート（ナカライテスク社製）の水不溶性
色素オレンジＯＴ（１−（ｏ−Ｔｏｌｙｌａｚｏ）−２
−ｎａｐｈｔｈｏｌ東京化成工業社製）の可溶化量を
測定した。セリシン加水分解物とスクロースモノラウレ
ート（ナカライテスク社製）をそれぞれ蒸留水に溶解さ
せ水溶液を作製し、該溶液２０ｍｌとオレンジＯＴ５０
ｍｇを密栓付試験官に入れ、常温で４８時間振とうする
ことにより、可溶化平衡状態に達した。次に、過剰のオ
レンジＯＴを取り除くために、上記溶液を遠心分離し、
上澄液を３ｍｌ取り、波長４９７ｎｍの吸光度を測定
し、オレンジＯＴ可溶化量を決定した。結果を図１に示
す。スクロースモノラウレートのｃｍｃは１２０ｐｐｍ
付近であるため、それより低濃度では可溶化できない
が、セリシンは少量の添加で可溶化能を発揮している。
図１を見ると分かるように、スクロースモノラウレート
は２５０ｐｐｍ添加しなければ１．０ｍｇ／Ｌのオレン
ジＯＴを可溶化できないが、セリシンは７０ｐｐｎ程度
の添加で同量のオレンジＯＴを可溶化できる。従って、
セリシンを可溶化剤として用いた場合、少量の添加で効
率よい可溶化ができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明の界面活性剤は、天然物であり人
体、環境への安全性が高く、さらに無味無臭であるた
め、医薬品、医薬部外品、化粧品、食品、あるいは家庭
用洗剤等の広範囲の分野において利用することができ
る。また、本発明の界面活性剤は抗酸化能、美白効果、
保湿効果を備えており、抗酸化剤、美白剤、保湿剤とし
ての効果も期待できる。さらに、高分子からなるため、
少量にてその効果を発揮するという特徴も備えている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の界面活性剤と従来の界面活性剤のオレ
ンジＯＴに対する可溶化能を示す線図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セリシンを有効成分とする界面活性剤。
【請求項２】セリシンが繭又は生糸から抽出した天然
セリシンである請求項１記載の界面活性剤。
【請求項３】セリシンが天然セリシンの加水分解物で
ある請求項１記載の界面活性剤
【請求項４】乳化剤として用いることを特徴とする請
求項１〜３のいずれか１項記載の界面活性剤。
【請求項５】水中油型エマルジョン用である請求項４
記載の界面活性剤。