JPS6019959B2 - 洗剤酵素固定化体による洗浄方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は優れた洗浄効果を有する洗剤酵素固定化体を用
いた洗浄方法に関する。

近年、酵素の特異的作用を利用した洗浄方法が提案され
、具体的には通常の表面活性剤、促進剤等を配合した粒
状洗剤では落ちない衣類等の汚れ、しみを酵素作用によ
り除去するために酵素入り洗剤が市販されている。特に
最近、水質汚染の問題から、リン化合物が配合された合
成洗剤の使用を禁止する地域が増加し、無リンの酵素入
り洗剤の使用は着々と増大している。従来の酵素入り洗
剤は微粉末の酵素を洗剤中に添加していたが、洗剤工業
における作業者が、一般的に洗剤酵素として用いられて
いる蛋白分解酵素の細かく飛散しやすい粉末にさらされ
、眼の周りや鼻の中に対して酵素による攻撃を受けたり
、過敏症やアレルギー反応をおこすという問題を生じた
。

また一方、消費者が酵素入り洗剤を使用するまでの間に
酵素が洗剤成分や湿気条件にさらされるので酵素が侵さ
れ、あるいは酵素の自然分解が誘発され酵素活性が低下
するという問題を生じた。これらの問題点を解決するた
めに酵素粒状剤が各種提案（侍開昭５３−秘８４）され
ている。しかし、酵素の造粒は難しい仕事であり、造粒
した粉じんを生じない酵素を製造することは困難である
と同時に酵素工業における作業者が酵素の粉じんにさら
されることにはかわりがない。また酵素を粒状化するこ
とによって酵素活性の低下が充分に防止されたとは言い
がたい。さらに、酵素粒状剤を用いた洗浄方法は、粒状
物から酵素が溶けるまで時間がかかり、特に低温におい
ては溶解速度が小さく、酵素活性を充分に発揮すること
ができないので洗浄効果が遅いという欠点を有している
。本発明者らは、これらの欠点を改良すべく鋭意検討し
た結果、本発明に到達したものである。すなわち本発明
はカチオン交換体に洗剤酵素を吸着させてなる洗剤酵素
固定化体を弱アルカリ性液に分散し、該酵素を脱着させ
ることによって、汚れやしみを除去することを特徴とす
る洗剤酵素固定化体による洗浄方法に関する。本発明の
洗剤酵素固定化体は、カチオン交換体に洗剤酵素をイオ
ン的に吸着させているため、酵素の粉じんを生じること
がなく、かつ人体にたとえ接触しても酵素活性を示さず
環境衛生上の問題を生じることがない。

またそれと同時に洗剤成分や湿気条件にさらされても酵
素活性を充分保持することができる。また酵素の粉じん
にさらされることなく、酵素液とカチオン交換体を接触
させることによって容易に製造される。さらに、該洗剤
酵素固定化体は酵素吸着量が大きいうえ、弱アルカリ性
液に分散させると驚くべきことに低温においてさえ瞬間
的に洗剤酵素が脱着し、該酵素の作用によって汚物より
速やかに汚れ、しみ等を除去することができるという優
れた洗浄効果を発揮するものである。本発明を構成する
カチオン交換体とはカチオン交換基を有する不潟性カチ
オン交換体を意味する。

カチオン交換体としては、多糖類等の天然物およびスチ
レン系、フェノール系、ビニルアルコール系、アクリル
系等の合成有機重合体にイオン交換基を導入した公知の
有機質カチオン交換体を挙げることができる。特に合成
有機質カチオン交換体は微生物の攻撃を受けにくく、か
つ大きな物理的強度を有しているので好ましい。なかで
もスチレン系の合成有機資力チオン交換体は耐薬品性、
耐熱性に優れているので最も好ましい。イオン交換基と
しては、スルホン酸基、ホスホン酸基およびカルボン酸
基等を挙げることができるが、特にスルホン酸基は酵素
吸着量が大きいので好ましい。カチオン交換基は少なく
とも０．１ｍｅｑノタ以上、好ましくは０．８ｈｅｑ／
タ以上、特に好ましくは１．肌ｅｑ／タ以上、１風ｅｑ
ノタ以下の範囲内で含有するのがよく、含有量が少なす
ぎると酵素の吸着量が小さくなるので好ましくない。

該交換基の量は多い程酵素吸着量の点で好ましく、特に
制限はないが、１跡ｅｑ／夕を越える量を導入すること
が難しいく現実的でない。カチオン交換基の型としては
Ｎａ，Ｋ，ＮＨ４，Ｃａ型等の塩型が好ましく、特にＣ
ａ型は固定化体での酵素安定性に優れているうえ、こう
着防止にも有効なので最も好ましい。またカチオン交換
体のＰＨ‘ま通常４〜８．５好まし〈は５〜８の範囲に
するのがよく、低すぎたり高すぎると固定化体での酵素
安定性が低下するので好ましくない。含水量１．０以上
のカチオン交換体は通常「粒体、多孔粒体、繊維、膜、
紙等の形状で用いられるが、繊維は活性表面積が大きく
酵素の吸着能が高く、取り扱いが容易であるという特徴
を有し、本発明には好ましく用いられる。

そのなかでも、舎水度が１．５〜２０更には２〜１０で
あるカチオン交換体が好ましい。かかる交換体、特にカ
チオン交換繊維が酵素に脱着性、吸着館に優れており、
取り扱いやすいので最も好ましく用いられる。かかる含
水度が１．０以上の繊維としては、カチオン交換用ポリ
マと補強用ポリマからなる繊維を基材としたカチオン交
換繊維が機械的強度にすぐれているので好ましい。その
具体例としては耐薬品性、耐熱性に優れたポリ（モノビ
ニル芳香族化合物）をカチオン交換用ポリマとして用い
た樽関昭５４−１５０１９に開示されたカチオン交換繊
維を挙げることができる。ここで含水度とはＮａ型のカ
チオン交換繊維を蒸留水に浸した後、家庭用の遠０脱水
機で５分間遠心脱水して表面の水分を除去し、ただちに
重量（Ｗ）を測定し、さらに絶乾して重さを測り（Ｗｏ
）「次式より求めた値である。

含水量牛馬と 本発明に用いられる繊維の直径は通常０．１〜５００仏
であるが、細すぎると微粉末を生じたり、逆に太すぎる
と酵素吸着能が低下するので、１〜２５０ｒ、特に１０
〜１００ムのものが好ましい。

また繊維は公知の任意の形態、集合体もしくはそれらの
紬断物の形状で用いることができる。本発明を構成する
洗剤酵素としては、蛋白質分解酵素、炭水化物分解酵素
、ェステル分解酵素等を挙げることができるが、蛋白質
、ポリベプチド等のべプチド結合を加水分解する触媒作
用を有し、これによって汚れ、しみ等の蛋白質組織を分
解する蛋白質分解酵素が好ましく、特に弱アルカリ性で
強い蛋白質分解作用を有するアルカリプロテアーゼが最
も好ましく用いられる。

これらの酵素は市販されているものであり、その具体例
としては「たとえばアルカラーゼ（ノボインダストリー
社製）、マクサターゼ（ロイヤル・メザランド社製）、
ビオブラーゼ（長瀬生化学工業社製）、プロチン（大和
化成社製）、プロナーゼＰ，プロナーゼＡＳ，プロナー
ゼＡＦ（科研化学社製）、プロテアーゼＢ一４０００，
プロテアーゼＡＰ（シユバイッェリッシェ・フェルメン
ト社製），ラピターゼＰ一２０００（セクラン社製）等
を挙げることができる。本発明の洗剤酵素固定化体は前
記カチオン交換体と洗剤酵素含有液とを反応させて、該
酵素をカチオン交換体に吸着させることによって製造す
ることができる。

酵素含有液としては、洗剤酵素生産菌の培養液またはそ
の濃縮液、精製液および洗剤酵素粉末の水溶液等を挙げ
ることができる。反応させる方法としてはバッチ法、カ
ラム法等を挙げることができる。反応は通常、酵素含有
液のｐＨを４〜８．５とし、場合によっては安定化剤を
添加し、０〜６０℃で１分〜８時間行なう。反応終了後
、場合によっては安定化剤を添加したｐＨ４〜８．５の
緩衝液で洗浄し、酵素活性が低下しない条件で任意の方
法で乾燥すればよい。この場合、上記乾燥を行なう前に
、エタノール、アセトンなどの酵素を失活させない有機
溶媒で一旦洗浄しておくことが、該洗剤酵素固定化体の
こう着防止ならびにその後の取り扱い易さの点で望まし
い。さらに本発明の洗剤酵素固定化体は、公知の任意の
溶融ワックス、好ましくはポリエチレングリコールによ
って被覆されていることが有利であり、場合によっては
、その後にこのような被覆された組成物に、細かく粉砕
した着色剤、好ましくはＴｉ０２が散布されているのが
よい。このコーティングはカチオン交換体に洗剤酵素を
吸着させた後であれば、常法の任意の方法によって行な
うことができる。本発明の洗剤酵素固定化体は単独もし
くは通常の表面活性剤、促進剤等を配合した粒状洗剤と
混合して用いることができる。本発明の汚物の洗浄方法
としては、前記洗剤酵素固定化体を弱アルカリ性液に分
散させて、該酵素をカチオン交換体より脱着させて、該
液に浸された汚物から該酵素の作用によって汚れ、しみ
等を除去すればよい。

洗剤酵素固定化体を弱アルカリ性液に分散させる方法と
しては、アルカリ、緩衝剤等で調製した弱アルカリ水溶
液もしくは表面活性剤、促進剤等を配合した粒状弱アル
カリ洗剤を添加分散した水溶液に該洗剤酵素固定化体を
添加、かくはんする方法あるいは該洗剤酵素固定化体と
該粒状弱アルカリ洗剤の混合物を水に添加〜かくはんす
る方法等を挙げることができるが、後者の方法が合理的
で簡単であるので好ましい。弱アルカリ水溶液のｐＨは
通常９〜１３であるが、あまり低すぎると酵素の脱着が
不充分であったり、あまり高すぎると酵素の活性が低下
したりするのでｐＨ９．５〜１２の範囲が好ましい。洗
浄温度は酵素活性、安定性から通常０〜８０ｏｏ、好ま
しくは１０〜７０℃がよい。以下に実施例を示すがこれ
に限定されるものではない。

実施例 １〜４多芯海島型複合繊維、海成分（ポリスチ
レンクポリプロピレン）／島成分（ポリプロピレン）＝
（４６〆５）／４９（島数１６繊維直径１５ム）を袴関
昭５４一１５０１９の実施例３に示された方法に準じて
、架橋基ならびにスルホン酸基をポリスチレン部に導入
することによって性質（含水度、交換容量）の異つたカ
チオン交換繊維４種類を得た。

各繊維５０のｃ（乾燥重量）を１側の長さに切断し、０
．９Ｍ塩化カルシウムでＣａ型にし、それぞれ０．０９
ＭｐＨ６．５のリン酸緩衝液からなる２ｈＭの酢酸カル
シウムを含む０．２％アルカリプロテアーゼ（ナガセ生
化学社製、１０×１びＰＵＮ／夕）水溶液１０の‘（酵
素活性３３Ｕ）に添加、振とうし１０ｑｏで１時間反応
して、繊維に酵素を吸着させた。繊維を同じ緩衝液で洗
浄した後、風乾することによって本発明の洗剤酵素固定
化体を得た。液の残存活性を調べることによって吸着量
を求めた。次に上記洗剤酵素固定化体をそれぞれ０．１
３夕の弱アルカリ洗剤（界面活性剤〔２５％〕‐直鎖ア
ルキルベンゼン系、高級アルコール系、硫酸塩、アルミ
ノレナし・酸塩、けし、光剤配合）を含む水溶液１００
の‘（ｐＨＩ０．５）に添加、振とうし、１ｏｏ○で酵
素を脱着ごせた。液の酵素活性を調べることによって脱
着量を求めた。各繊維の含水度、交換容量、酵素吸着量
、脱着時間、酵素脱着量および脱着率を表１に示す。な
お酵素活性ＩＵとはミルクカゼインを基質とし、ｐＨｉ
ｌ、３０ｑｏで１分間に１マイクロモルのチロシンを生
成する活性度を表わす。表１より本発明の洗剤酵素固定
化体は弱アルカリ性で酵素を容易に脱着し、優れた酵素
活性を示すことがわかる。また繊維の含水度が大きくな
るほど酵素吸着量が非常に大きくなると同時に驚くべき
ことに酵素の脱着率が向上することがわかる。さらに、
本発明の洗剤酵素固定化体は低温においても酵素の脱着
が極めて速く、高含水度のものではわずか１分で７３％
の酵素を脱看しており、低温においても汚物の洗浄効果
が大きいことを意味している。表 １実施例 ５ 実施例４で得たカチオン交換繊維５０の９、０．２％ア
ルカリプロテアーゼ（ナガセ生化学工業社製、１００×
１ぴＰＵＮ／夕）水溶液１０Ｍ（酵素活性繁斑Ｕ）を用
いる以外は実施例１の方法で本発明の洗剤酵素固定化体
を得た。

酵素吸着量は３７１Ｕであった。さらに、実施例１の方
法で弱アルカリ洗剤水溶液中での脱着性を調べべたとこ
ろ、３世分後で酵素脱着量は２７４Ｕ、脱着率は７４％
であり、単位重量当り極めて強力な酵素活性を示した。
実施例 ６実施例４で得たカチオン交換繊維５０の９、
１％ビオブラーゼ（ナガセ生化学工業社製、２２．５×
１ぴＰＵＮ／夕）水溶液のろ過液１０の‘（酵素活性３
４２Ｕ）を用いる以外は実施例１の方法で本発明の洗剤
酵素固定化体を得た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 含水量１．０以上のカチオン交換体に洗剤酵素を吸
   着させてなる洗剤酵素固定化体を弱アルカリ性液に分散
   し、該酵素を脱着させることによつて、汚れやしみを除
   去することを特徴とする洗剤酵素固定化体による洗浄方
   法。