JPS6027680B2 - ケラチン加水分解物の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は毛髪のコールドウェーブ用薬剤および毛髪セッ
ト剤として有用なケラチン加水分解物の製造方法に関す
る。

一般に毛髪のコールドウェーブは、チオグリコール酸な
どの還元剤で構成され、アルカリでｐＨ約９〜１０に調
整された第一液を毛髪に塗布して浸透させ、該毛髪を適
度にワィンドしてロットに固定し、毛髪のケラチン中の
シスチンのジスルフイド結合を前記還元剤で切断して毛
髪にカールを与え、ついで臭素酸ナトＩＪウムや過酸化
水素などの酸化剤で構成される第二液を塗布して、セッ
トされた位置で新たなジスルフィド結合を形成させるこ
とによって、毛髪に再び弾性を与えるという方法で行な
われている。

しかしながら、この方法による‘まあし、、酸化の際に
一部副反応が生じＫｅｒ−Ｓ−ＳＣＨ２ＣＯＯ日が生成
され、その結果、ジスルフィド結合が完全にもとどおり
もこは再生されないため、毛髪が多大な損傷を受けると
いう欠点がある。

そこで、毛髪に損傷を与えることなく、しかも従来のコ
ールドウェーブ用薬剤に比べて透色のないウェーブ効果
を与えうる薬剤の出現が要望されている。

そのため、本発明者らは、そのような要望に応えるべく
種々研究を重ね、ケラチンをアルカリ城においてメルカ
プタン類または硫化物で還元し、ついで酵素により加水
分解することによって得られる１分子中にメルカプト基
を２個以上有するケラチン加水分解物が、毛髪に損傷を
与えることなく、しかもすぐれたウェーブ効果ならびに
セット効果を奏しうろことを見出し、それについて先に
特許出願をした（特願昭５３−１２４２８９号）。

本発明者らは、上記のような知見に基づき、さらに研究
を重ねた結果、ケラチンをアルカリ城においてメルカプ
タン類または硫化物で還元し、ついで酵素により加水分
解することによって得られる平均分子量２００氏未満で
１分子中にメルカプト基を平均２個未満有するケラチン
加水分解物も、毛髪に損傷を与えることなく、かつ前記
１分子中に２個以上のメルカプト基を有するケラチン加
水分解物に近いすぐれたウェーブ効果ならびにセット効
果を奏しうろことを見出し、本発明を完成するにいたつ
た。すなわち、本発明の方法によって得られるケラチン
加水分解物は、加水分解物は、前記１分子中に２個以上
のメルカプト基を有するケラチン加水分解物同様に、そ
れを希薄水溶液の状態で毛髪上に塗布または吹きつけ、
該毛髪をロットに巻きつけて水分を乾燥させると、該加
水分解物中のメルカプト基が空気中の酸素によって酸化
され、層状に接しているケラチン加水分解物の他の分子
のメルカプト基と架橋してジスルフィド結合を形成し、
毛髪をカールしたままの状態でそのうえに高分子量の被
膜を形成するのである。上言己「のように、ケラチン加
水分解物中のメルカプト基が酸化により他のケラチン加
水分解物分子のメルカプト基と架橋してジスルフィド結
合を形成するには、ケラチン加水分解物中にある程度以
上のメルカプト基が必要であり、そのためにケラチン加
水分解物中の平均分子量もある程度以上でなければなら
ず、本発明において得られるケラチン加水分解物の平均
分子量の下限は、後記の実施例３に示すように、８２０
とするのが適当である。

しかも本発明のケラチン加水分解物は、その分子中にア
ミ／基およびカルボキシル基を有するので、それらがそ
れぞれ毛髪中のカルボキシル基およびアミノ基と結合し
て造塩するため、毛髪との結合が強固になり、水洗して
も容易には離脱しない。このようにして、本発明の方法
によって得られるケラチン加水分解物は、毛髪に損傷を
与えることなく、好適なウェーブ効果を付与し、しかも
その効果を長期間持続しうるのである。

また本発明のケラチン加水分解物は毛髪に類似した化学
構造を有するので、それを毛髪に施用した際に従来の樹
脂系セット剤のような異和感を感じさせないし、またべ
プチド結合を有するので「通気性を有し毛髪をむれさせ
ることがない。

さらに、本発明の方法によって得られるケラチ、ン加水
分解物は、アルカリでｐＨ７〜１０に調整し、毛髪に塗
布して浸透させると、毛髪のケラチン中のジスルフィド
結合を切断する性質をも有するので、チオグリコール酸
やシスティンなどと同様の使い方をすることができ、前
記のケラチン加水分解物同士の結合による皮膜形成とこ
のような毛髪中のジスルフィド結合の切断−再生による
ウェ−ブー付与効果とによって、毛髪に適度なウェーブ
を付与することができるのである。なおその際、本発明
のケラチン加水分解物は、チオグリコール酸やシスティ
ンなどとは異なり、毛髪に類似した化学構造を有するの
で、毛髪を損傷させることがない。本発明を実施するに
際してケラチンとしては、羊毛、羽毛、毛髪、角、つめ
、ひずめなどを構成するケラチンがいずれも使用可能で
あるが、入手が容易であるという観点から羊毛がとくに
好ましい。

本発明において還元剤として使用するメルカプタン類と
しては、たとえばチオグリコール酸、メルカプトエタノ
ール、チオグリセリン、チオサルチン酸などがあげられ
る。

また硫化物としては、たとえば硫化ソーダ、硫化カリウ
ム、硫化カルシウム、硫化トリェタノールアミン、硫化
ジェタノールアミン、硫化モノェタノールアミンなどが
あげられる。また本発明において加水分解のために使用
する酵素としては、たとえばペプシンなどの酸性蛋白質
分解酵素、プロメラィン、サーモラィシン、トリプシン
、キモトリプシンなどの中性蛋白質分解酵素などがあげ
られる。

本発明の方法を実施するに際しては、まずケラチンをア
ルカリ城に調整した還元剤の水溶液に入れ、縄梓下に、
好ましくは系内のエアーをチッ素などの不活性ガスで置
換し、０〜４０ｏｏの温度でケラチン中のシスチンのジ
スルフィド結合を還元切断してメルカプト基を形成させ
る。

なお還元剤として硫化物などのようにアルカリ性のもの
を用いるぱあし、は、反応溶液をアルカリ城に保つため
にとくにアルカリ性物質の添加を要しないが、還元剤が
チオグリコール酸などのように酸性のものであるぱあい
には苛性ソーダ、苛性カリなどのアルカリ剤を添加して
反応溶液がアルカリ域になるように調整することが望ま
れる。そして反応溶液の級性としてはｐＨが８〜１１に
なるように調整するのが好ましい。なお反応溶液に尿素
を添加しておくと、尿素がケラチンを膨潤させて還元剤
の作用を容易ならしめるので好ましい。また羊毛などの
ケラチンが溶解していくにしたがって反応溶液の液性が
酸性にかたむくのでそれを防止するためにトリスー（ヒ
ドロキシメチル）−アミノメタン、アンモニア、炭酸水
素ナトリウムなどを緩衝剤として添加しておくのが好ま
しい。還元反応後、反応混合物を減圧櫨適して禾反応物
を濃去し、櫨液をざらに限外櫨過にかけて約１／２〜１
／蟹客にまで濃縮し、該濃縮液を透析に付し、残存する
還元剤を除去するとともに、つぎの酵素分解に適するｐ
ＨＩこなるようにｐＨを調整するか、あるし、は前記渡
液を限外猿過することなく塩酸酸性の水溶液に入れ反応
生成物を沈澱させ、生成した沈毅を洗浄する。

ついで反応生成物に酵素を加え、加水分解を行なう。

酵素分解時のｐＨとしては、ペプシンなどの酸性酵素の
ぱあし、にはｐＨＩ〜３の範囲に調整することが好まし
く、またプロメラィンなどの中性酵素のぱあし、にはｐ
Ｈ５〜８の範囲に調整することが好ましい。また反応温
度としては、３０〜４５０○が好ましく、反応時間とし
ては通常３〜２餌時間が採用される。酵素の使用量なら
びに反応時間と反応温度は加水分解物の分子量に大きな
影響を与える。

そこで酵素をどの程度使用し、反応時間や反応温度をい
かにすべきかは、えられた加水分解物の分子量分布をゲ
ル櫨過法によって調べるか、あるいは得られるケラチン
加水分解物の平均分子量が比較的小さく（平均分子量１
０００以下）てゲル猿過法が使えないぱあし、には総チ
ッ素量とアミノ態チッ素量を測定することにより、経験
的に目的とする加水分解物の分子量にあわせて最適の条
件を決定すればよい。なお本発明において、得られるケ
ラチン加水分解物の平均分子量を２００坊未満としたの
は、平均分子量が大きすぎると毛髪中のジスルフィド結
合を切断する作用がなくなることと、また一般にケラチ
ン中にはアミノ酸ｌｑ固‘こ対して１個の割合でシスチ
ンが含有されており、かつケラチン中のアミノ酸の平均
分子量が約１００であることにより、ケラチン加水分解
物の平均分子量が２０００以上になると該加水分解物の
１分子中にメルカプト基が２個以上含有されることにな
って、加水分解物の１分子中に平均２個未満のメルカプ
ト基を含有させようとする本発明とは目的が異なってく
ることになる。そして、得られたケラチン加水分解物は
、必要に応じ、さらに減圧濃縮に付され、適宜濃縮され
る。

以上の説明より明らかなごとく、本発明の方法によって
得られたケラチン加水分解物は毛髪に損傷を与えること
がなく、しかも毛髪に好適なウェーブ効果を付与し、か
つその効果を持続するので、コールドウェーブ用薬剤と
して、またセット剤としてきわめて有用なものであるが
、その用途は、そのようなもののみに限定されるもので
はなく、たとえばトリートメント剤、梁毛剤、ストレー
ナ−剤などの頭髪化粧品の基剤として、さらには繊維製
品の固型化剤としても有用なものである。

つぎに実施例をあげて本発明の方法を説明する。

実施例 １ １そのビーカーに尿素３６０夕、トリス−（ヒドロキシ
メチル）ーアミノメタン４夕およびＥＤＴＡＩ夕を入れ
、蒸留水を加えて全容を約８００Ｍとし、燭拝して加え
た試薬をほとんど溶解させたのち、２一メルカプトエタ
ノール２０夕を加えた。

つぎに２０％（重量％、以下同様）カセィソーダ水溶液
を加えて溶液をｐＨＩＯに調整し、蒸留水を追加してこ
の溶液の全容を１そとした。この溶液に脱脂された羊毛
２０夕を加え、蝿拝して発生する泡を除去したのち、容
器に上蓋をし、ときどき燈拝しながら室温で３日間放置
した。

つぎに得られた反応混合物を減圧櫨遇して、未反応の羊
毛を除去した。得られた滋液約８２０机を限外濠過器（
アミコン社製、４０２型セル、ダイアフローメンブラン
ＵＭＩ０（分園分子量１００００））を使用して限外櫨
過することによって、反応生成物の濃度を高くするとと
もに、尿素と還元剤などを含む溶媒を櫨去した。

４０物上にまで濃縮し、えられた濃縮液をセロフアン透
析チューブに詰め、０．１Ｎギ酸５そで８時間透析し、
さらに０．１Ｎギ酸５そで８時間ずつ透析を２回繰り返
し、ついで蒸留水３そで３時間透析した。

透析後の濃縮液を５００の上のビーカーに移し、これに
ペプシン５０の９を０．１Ｎ酢酸５の‘に溶解させた溶
液を加えた。

湯浴で反応溶液を３７０に保ちながら、電磁式蝿梓器に
よって反応溶液を充分に櫨梓しつつ、２餌寿間かけてケ
ラチンを加水分解した。反応終了後、２０％カセィソー
ダ水溶液を加えて反応溶液をｐＨ７にし、これを湯俗で
７０００に保ち３０分間放置してペプシンを不活性化さ
せた。冷却後、得られた反応溶液を減圧櫨過し、櫨液を
５００の‘の共栓付ナス型コルベンに移し、ロータリー
ェバポレー夕一により減圧濃縮し乾燥残分が２０％のケ
ラチン加水分解物を得た。

得られたケラチン加水分解物の一部をとり、０．１Ｎ酢
酸で０．５％溶液に希釈したのち、そのうちの１の‘を
ゲル櫨過（ファルマシア社製アガロースゲルＧ−５ｕ４
０の、カラム長３０弧、１フラクション１．０叫）にか
けたところ、第１図に示すような結果をえた。

なお、第１図に示される各フラクション中のべプタィド
の濃度は紫外部分光光度計で波長２３仇肌の吸光度を測
定することにより求めたものである。ゲル猿過法では試
料の分子量の対数値がその試料の流出体積と直線関係に
なることが知られている。

Ｇ−２５の分画分子量は１０００〜５０００の間である
が、最大分画分子量のもののフラクションを求めるため
にブルーデキストラン（分子量２００方）を流すとフラ
クション１３に現れ、食塩を流すとフラクション２９に
現われたことから、第２図に示すようなグラフを得た。
第１図において最もべプタィド濃度の高いフラクション
はフラクション２４であり、このフラクションは第２図
よりｌｏｇＭＷご３．２リすなわち分子量約１６００で
あることが推定された。

なお、念のため、乾燥残分２０％のケラチン加水分解物
（灰分は１％以下であった）′の総チッ素量と、アミノ
態チッ素量をそれぞれケルダール（ｋ竿ｌｄａｈｌ）法
とバンスレィク（ＶａｎＳｌｙｋｅ）法とによって測定
したところ、総チッ素量３２６５％、アミノ態チッ素０
．２０７％であった。

両者の比１５．７７はべプタィド１個あたりのアミノ酸
数にほぼ匹敵することから、アミノ酸１個あたりの分子
量を１０５として、得られたケラチン加水分解物中のべ
プタィドの平均分子量を求めると１６６０であった。こ
れは前のゲル櫨過法によって求められた値とおよそ一致
する。つぎに、得られたケラチン加水分解物中のシステ
ィン残基の定量を以下の実験により行なった。

まず、得られた加水分解物の一部をとり、０．１Ｎ酢酸
で１％溶液に希釈した試料を前述の方法でゲル櫨過し、
分子量１６０Ｇ丘辺のフラクション２３から２５の部分
だけを探り出し、このもののべプタィド濃度を以下に示
すビュレット法により測定した。

試料１の‘にピュレツト試薬４処を加え、３０分後に可
視部分光光度計で波長５５仇肌の吸光度を測定した。

それとは別に濃度既知の結晶アルブミンの水溶液（約０
．１〜０．４％水溶液４検体）と蒸留水について同じ操
作を行なうことにより第３図に示される検量線を求め、
それに基づいて試料中のべプタィド濃度を求めたところ
、第３図よりこの試料のべブタィド濃度は１．０６の９
′泌であることが判明した。

一方、ェルマン（ＥＩＩｍａｎ）法によりこの試料中の
システィン濃度を求めた。

すなわち、５・６−ジチオビス（２ーニトロ安息香酸）
１０の９を０．０９Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ７．０）２．
５の【に加えて溶解させた溶液と、０．２Ｍ堅炭酸ナト
リウムを用意し、試料０．５の‘に該５・５ージオチオ
ビス（２ーニトｏ安息香酸）溶液５０仏そと０．２Ｍ重
炭酸ナトリウム２の‘を加え、１０分後に紫外部分光光
度計で波長４１かのの吸光度を測定した。それとは別に
、濃度既知のシスティン塩酸塩水溶液（約０．１〜２．
０のＭ水溶液４検体）について同じ操作を行なうことに
より第４図に示される検量線を求め、それに基づいて試
料中のシスティン残基中のメルカプト基を求めたところ
、第４図よりこの試料中のシスティン残基濃度は１．１
８ｍＭであることが判明した。

以上の両者の測定結果より、得られたケラチン加水分解
物の分子量約１６００のべプタィド‘こおいてこのもの
１００夕あたり１３．４夕のシステインに相当するメル
カプト基が含まされていることが判明し、その結果、分
子量１６００のべプタィド１分子あたり平均１．８個の
メルカプト基が含まれていることが判明した。

また得られたケラチン加水分解物の２％水溶液を毛髪に
塗布し、該毛髪をロットに巻きつけ、ドライヤーで乾燥
して水分を蒸発させた。

そののち、毛髪からロットをはずしたが、毛髪には適当
なウエーブがかかったままであった。２傘時間後、該毛
髪を水洗したが、ウェーブは何ら変化なく保持された。

実施例 ２ 羊毛２５夕をカセィソーダでｐＨＩＯに調整された０．
８Ｍチオグリコール酸ナトリウム１夕（０．１％のＥＤ
ＴＡを含む）に加え、発生する泡を除いたのち、ときど
き蝿拝しながら室温で２日間放置した。

つぎに得られた反応混合物を減圧櫨遇して未反応物を除
去し、得られた櫨液を濃塩酸８０の上を含む水溶液２の
こ加え５時間放置し反応生成物を沈澱させた。

得られた反応生成物の沈澱を洗浄するために、上燈液を
除去したのち水２ぞを加え、３０分間放置してから再び
上燈液を除去し、この操作をさらに２回繰り返した。

得られた沈澱を５００の‘ビーカーに移し、これにペプ
シン４０の９を０．１Ｎ酢酸４の‘に溶解させた溶液を
加え、湯格で反応溶液を３７０に保ちながら蝿拝して１
斑時間加水分解した。

以後実施例１と同様にして乾燥残分が２０％のケラチン
加水分解物を得た。

得られたケラチン加水分解物を実施例１と同様にゲル櫨
過することにより、平均分子量が約１３００であること
を求めた。

またこれとは別に実施例１と同様にして総チッ素量が３
．２斑％、アミノ態チッ素が０．２７０％であることを
求め、それより得られたケラチン加水分解物中のべプタ
ィドの平均分子量を求めたところ１２７０であった。さ
らに実施例１と同様にしてェルマン （Ｅｎｍａｎ）法によってシスティン残基の濃度を求め
たところ、分子量約１３００のべプタイド‘こおいてこ
のもの１００夕あたり１．１２夕のシステインに相当す
るメルカプト基が判明し、その結果、分子量１３００の
べプタィド１分子あたり平均１．１個のメルカプト基が
含まれていることが判明した。

得られたケラチン加水分解物の２％水溶液を毛髪に塗布
し、該毛髪をロットに巻きつけ、ドライヤーで乾燥して
水分を蒸発させた。

そののち、毛髪からロットをはずしたが、毛髪には適度
なウェーブがかかったままであった。実施例 ３ 羊毛３５夕を０．９Ｍ硫化ソーダ１そ（０．１％ＥＤＴ
Ａを含む）に加え、発生する泡を除いたのち、ときどき
燭拝しながら２独特間放置した。

つぎに得られた反応混合物を減圧渡過して未反応物を除
去し、得られた櫨液を実施例１と同様に限外櫨過して反
応溶液が１／群客‘こなるまで濃縮した。

得られた濃縮液をセロフアン透析チューブに詰め、蒸留
水３そで６時間ずつ透析を３回繰り返した。

透析後の濃縮液をビーカーに移し、ＦＨメーターを用い
酢酸を加えてｐＨ５に調整した。

これにプロメラィン（５０方単位／夕）５００の２とシ
スティン塩酸塩５０の９を加え、湯俗で反応溶液を４０
００に保ちながら蝿拝して２独特間加水分解した。反応
終了後、反応溶液を７０ｑｏに昇温し、３０分間放置し
てプロメラィンを不活性化させた。得られた反応溶液を
減圧猿過し、以後実施例１と同様にして、乾燥残分が２
０％のケラチン加水分解物を得た。

得られた加水分解物を実施例１と同様にゲル猿遇したと
ころ主たる成分がフラクション２９以後に現われたこと
から、このものの平均分子量は１０００以下であること
が推定された。また、このケラチン加水分解物（乾燥残
分が２０％、灰分は１％以下であった）の総チッ素量と
アミノ態チッ素量を実施例１と同様の方法により求めた
ところ、総チッ素量が３．２５６％、アミノ態チッ素量
が０．４１５％であることが判明した。両者の比７．８
５より実施例１と同様に計算してケラチン加水分解物中
のべプタイドの平均分子量を求めたところ、平均分子量
は８２０であった。また実施例１と同様にしてェルマン （ＥＩ１ｍａｎ）法によってシスティン残基の濃度を求
めたところ、得られたケラチン加水分解物の乾燥残分１
００夕あたり１２．３夕のシスティンに相当するメルカ
プト基が含まれていることが判明し、その結果、ベプタ
ィド１分子あたり平均０．８個のメルカプト基が含まれ
ていることが判明した。

得られた加水分解物の２％水溶液を０．１％グルコン酸
鉄溶液と混合し、ただちに毛髪に塗布し、該毛髪をロッ
トに巻きつけ、ドライヤーで乾燥させて水分を蒸発させ
た。

そののち、毛髪からロットをはずしたが毛髪には適当な
ウェーブがかかったままであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１により得られたケラチン加水分解物を
ゲル櫨過したぱあし、の流出分画液と吸光度（２３皿ｍ
）との関係を示すグラフ、第２図は標準物質をゲル櫨過
した際の流出分画液と分子量の対数値との関係を示すグ
ラフ、第３図はアルブミン濃度と吸光度（５５血の）と
の関係を示すグラフ、第４図はシスティン濃度と吸光度
（４１か机）との関係を示すグラフである。 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ケラチンをアルカリ域においてメルカプタン類また
   は硫化物で還元し、ついで酵素により加水分解すること
   を特徴とする平均分子量８２０以上２０００未満で１分
   子中にメルカプト基を平均２個未満有するケラチン加水
   分解物の製造方法。