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JPH07500013A - 被覆した酵素含有顆粒 - Google Patents

被覆した酵素含有顆粒

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JPH07500013A
JPH07500013A JP5507155A JP50715593A JPH07500013A JP H07500013 A JPH07500013 A JP H07500013A JP 5507155 A JP5507155 A JP 5507155A JP 50715593 A JP50715593 A JP 50715593A JP H07500013 A JPH07500013 A JP H07500013A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 被覆した酵素含有顆粒 関連出願 本出願は、1991年10月7日提出の米国特許出願第772.510号の関連 (一部継続)出願である。
発明の分野 本発明は、酵素顆粒またはその改良、ならびにそのような顆粒を製造するための 改良された方法に関する。
発明の背景 近年、とくに微生物に由来する酵素の使用が益々一般的になっている。酵素は、 例えばデンプン工業、乳製品工業、および洗剤工業を始めとする幾つかの工業界 で使用されている。洗剤工業では、酵素、とくにタンパク質分解酵素の使用によ り、酵素の粉塵発生に伴う健康上の危険性があるために、洗剤工場労働者に対す る工業衛生上の問題が生じ多くの開発がなされている。しかし、環境に対する関 心が益々高まり、工業衛生の意識が高くなっている今日の状況では、低粉塵酵素 顆粒がなお必要とされている。さらに、公知の造粒製品では得られない、酵素顆 粒に望ましい他の特性もある。これらの他の特性の幾つかは、工業衛生上の問題 をさらに軽減させ(粉塵発生のより低い顆粒)、顧客および最終使用者に製品に 対する十分な満足感を与え(酸化に対して安定で、残留分の少ない顆粒)、同時 に造粒にかかる経費を低減させ(加工時間の改善)、それによって酵素製品全体 のコストを低減させる必要性に関連している。
これらの望ましい特性の中でと(に重要なのは、好ましくは造粒技術に現在使用 されている塩素補集性添加剤の量を増加せずに、酵素の放出を遅延させる必要性 である。この放出遅延は、例えば、汚れた衣類から洗濯水の中に十分な量の安定 化タンパク質またはペプチドが放出されるまで、洗濯機の中で酵素を酸化または 自己分解から保護する上で潜在的に有利である。その他の望ましい特性には、低 残留物顆粒配合がある(低残留物とは、衣類または他の材質の上に大量の不溶性 残留物を残す傾向が少ないことを意味する)。この特性は、洗剤配合物の顧客( 最終使用者)にとって望ましいことである。さらに、この業界では安定性が改良 された(貯蔵寿命が長い)配合が必要とされている。
これらすべての望ましい特性を同時に達成しながら、顆粒製造にかかるコストを 維持することは、とくに挑戦する意義のある目標である。例えば、酵素の放出を 遅延させる可能性がある多くの重合体は、使用者にとって好ましくない不溶性の 残留物を後に残すか、あるいはそのような重合体により処理時間が増加し、コス トの増加が引き起こされる。
また、耐摩耗性があり、したがって低粉塵顆粒の製造に適する、有望な造粒コア のほとんどは不溶性の残留物を残す傾向がある。
そこで、本発明の目的は、低粉塵、低残留物の放出遅延性酵素顆粒を提供するこ とにある。これらの顆粒は安定性が高いのが好ましい。本発明の別の目的は、そ のような改良された顆粒をはるかに短い処理時間で形成し、それによって顆粒状 製品のコストを低減させることができる、製法および酵素顆粒組成物を提供する ことにある。
発明の概要 本発明により、 a)分散時にわずかな残留物しか残さない、1種以上の水溶性または分散性物質 を含み、所望によりビニル重合体またはビニル共重合体で被覆されたコア、b) 1種以上の酵素およびビニル重合体または共重合体を含む酵素層、および C)ビニル重合体または共重合体および、所望により、低残留物顔料および/ま たは潤滑剤を含む外側被覆を含む、改良された酵素含有顆粒が提供される。
本発明の酵素顆粒の好ましい実施態様では、コア、酵素および外側被覆層に有用 なビニル重合体はポリビニルアルコール(PVA)である。
本発明の別の好ましい実施態様では、コア材料はPVAで被覆したノンバレイユ (糖または塩)である。本発明のもう一つの実施態様では、コア上の被覆は、可 塑剤のような添加剤をさらに含むことができる。
本発明の酵素含有顆粒はどのような酵素でも含むことができるが、本発明の好ま しい実施態様では、酵素はプロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、セルラーゼま たはそれらの混合物からなる群から選択される。
本顆粒の好ましい実施態様では、酵素層は、PVAを単独で、または可塑剤また は凝集防止剤のような他の添加剤と組み合わせて含む。
本発明のさらに別の実施態様では、好ましくは酵素層のすぐ外側に、補集剤(塩 素補集剤)の層が存在する。
本発明の酵素含有顆粒は、好ましくはPVAまたは各種PVAの混合物の外側被 覆を含む。より好ましくは、外側被覆はPVA、低残留物顔料および潤滑剤の一 体化した混合物を含む。
本発明は、低粉塵顆粒の製造方法も含む。本発明の方法は、 a)好適なビニル重合体または共重合体で被覆された、水溶性または分散性物質 であるコア材料を選択する工程、b)工程a)のコアを、1種以上の酵素および 好適なビニル重合体または共重合体で被覆する工程、およびC)工程b)の製品 を、好適なビニル重合体または共重合体単独で、または低残留物顔料または潤滑 剤、またはそれらの混合物と組み合わせて被覆する工程を含む。
本発明の好ましい製法では、工程b)またはC)で使用するビニル重合体はPV AまたはPVAの混合物である。
本発明の好ましい実施態様では、本方法は、PVAで被覆したコアを選択する工 程、および酵素層および外側被覆層の中にPVAを含む工程を含む。最も好まし くは、外側被覆層がさらにイオン系または非イオン系界面活性剤のような潤滑剤 を含む。
図面の簡単な説明 図1は酵素顆粒の断面図である。
図2は、追加の層を含む酵素顆粒の断面図である。
図3は、ある種の酵素顆粒の溶解特性を示すグラフである。
図4は、様々な比率の重合体:顔料および重合体:顔料:潤滑剤を含む酵素顆粒 の溶解特性を示すグラフである。
発明の詳細な説明 驚くべきことに、1つ以上の顆粒層にビニル重合体または共重合体、好ましくは ポリビニルアルコールを配合することにより、低粉塵、低残留物(溶解時の)、 酵素放出遅延および安定性増加などの、改良された特性を有する顆粒が得られる ことが分かった。また、そのような改良された顆粒がはるかに短い処理時間で製 造できることも分かった。
本発明で効果的な好ましいビニル重合体は、酢酸ビニルが出発モノマー単位であ り、酢酸エステル部分のほとんどまたは全部(70〜100%)が続いてアルコ ール部分に加水分解されている単独重合体または共重合体として定義されるポリ ビニルアルコール(PVA)である。本発明で効果的に使用できる他のビニル重 合体には、ポリ酢酸ビニルおよびポリビニルピロリドンがあるが、これらに限定 するものではない。PVA−メタクリル酸メチル共重合体のような共重合体も本 発明で使用できる。PVAは、広範囲な分子量、粘度およびポリ酢酸ビニル前駆 物質からの様々な加水分解程度で市販されている。表Aは、これらの様々な特性 に基づいてPVAを分類するパラメータを示す。
表A 超低 3〜5 5.000〜25.000低 5〜15 25.000〜50. 000中 15〜30 50.000〜150.000高 30〜70 100 .000〜200.000加水分解程度 加水分解% 部分的 70〜90 中程度 90〜98 十分に 98〜99 超 99〜100 表Aに示すどのPVAでも本発明に使用できる。
使用するPVAの種類は、顆粒のどの層にPVAを使用するかによっである程度 具なり、顆粒のどの特性に影響させるかによっても異なる。例えば、P V A をコアに使用する場合、洗浄液におけるように、顆粒を溶解させた時の残留物が 少ないので、部分的に加水分解させたPVAおよび低粘度(低分子量)PVAが 好ましい。酵素層に好ましいPVAは、低または中粘度の、中程度、十分または 超加水分解PVAである。さらに、PVAの混合物は本発明の顆粒のどの層にも 、あるいはすべての層に使用することができる。
コ ア 本発明で使用するのに好適なコア粒子は、好ましくは高度に水和可能な材料、す なわち水に容易に分散可能または可溶な材料である。コア材料は、実質的な水溶 液中に入ることにより、分散する(水和した時にその一体性を失うことにより崩 壊する)か、あるいは可溶化する必要がある。
クレー(ベントナイト、カオリン)、ノンパレイユおよび凝集したジャガイモデ ンプンは分散性と考えられる。ノンパレイユは、回転する球状容器中で種結晶を 形成し、粉体および溶質の層を種結晶に結合させることにより球形に丸めた、球 状の粒子である。ノンパレイユは一般的に、スクロースのような糖、およびコー ンスターチのような粉体の組合せから形成される。別の種結晶材料には、塩化ナ トリウム、その他の無機塩がある。本発明のコアとしては、無機塩および/また は糖および/または小さな有機分子からなる粒子を使用することができる。コア に配合する好適な水溶性成分には、塩化ナトリウム、硫酸アンモニウム、硫酸ナ トリウム、尿素、クエン酸、スクロース、ラクトース、等がある。水溶性成分は 、水に分散性の成分と組み合わせることができる。コアは、結晶化、沈殿、パン −コーティング、流動床コーティング、回転噴霧、押出し、球形化および高ぜん 断凝集などの様々な造粒技術により製造することができる。
本発明のコアはさらに1種以上の充填材、可塑剤または繊維状材料を含むことが できる。本発明のコアに有用な好適な充填材としては、増量およびコストの低減 に使用される、または最終顆粒中における所望の酵素活性を調整する目的で使用 される不活性材料がある。そのような充填材の例としては、尿素、塩、糖のよう な水溶性物質およびクレー、タルク、ケイ酸塩、カルボキシメチルセルロースま たはデンプンのような水分散性の物質があるが、これらに限定するものではない 。
本発明のコアに好適な可塑剤は、重合体に加えてそのガラス転位温度を下げ、そ れによって脆さを少なくし、変形性を強化する不揮発性溶剤である。ガラス転位 温度、つまりTgは重合体の部分移動性の開始を表す。)一般的に、可塑剤は低 分子量有機化合物であり、可塑化する重合体に対する特異性が高い。例としては 、ポリオール(多価アルコール、例えばグリセロール、エチレングリコール、プ ロピレングリコールまたはポリエチレングリコールのような、多くの水酸基を有 するアルコール)、尿素のような極性低分子量有機化合物、あるいはフタル酸ジ ブチルまたはジメチルのような他の公知の可塑剤、または水があるが、これらに 限定するものではない。
本発明のコアに有用な、好適な繊維状材料には、引張強度が高く、直径1〜50 ミクロンで、長さが少なくとも直径の4倍である微小フィラメントに成形できる 材料が含まれる。代表的な繊維状材料としては、セルロース、ガラス繊維、金属 繊維、ゴム繊維、アズロン(トウモロコシ、落花生およびミルク中の天然タンパ ク質から製造される)および合成重合体繊維があるが、これらに限定するもので はない。合成繊維には、レーヨン、ナイロン、アクリル、ポリエステル、オレフ ィン、サラン、スパンデックス、およびバイナルがある。代表的なセルロース繊 維は平均繊維長が160ミクロンで直径が約30ミクロンである。
本発明の顆粒実施態様では、コアは、PVAを単独で、または二酸化チタン、タ ルクのような凝集防止剤、またはスクロースまたはポリオールのような可塑剤と の組合せで使用し、被覆した、または種結晶(ノンパレイユ)から構築した、上 記のような水溶性の、または分散性のノンパレイユである。PVAは、低〜高粘 度を有する、部分的に加水分解された、中程度に加水分解された、十分に加水分 解されたPVA (すべて上記のような)、またはそれらの混合物でよい。好ま しくは、ノンパレイユは部分的に加水分解されたPVAだけで、またはスクロー スまたはこの分野で公知の他の可塑剤との組合せで被覆する。部分的に加水分解 されたPVAは、十分に加水分解されたPVAよりも溶解時の残留物の量が少な いので好ましい。ノンパレイユの被覆中におけるPVAの量は、被覆したノンパ レイユの重量の約0.5〜20%である。本発明の顆粒のコアは、そのようなコ ア材料上の上記のような被覆を含めて、好ましくは被覆された顆粒全体の約40 〜85重量%を占める。
本発明の製法実施態様では、上記の材料のいずれでもよいコア材料を造粒装置の 中に入れ、第一の層、すなわち酵素層で被覆する。
酵 素 本発明では、どのような酵素でも、酵素の組合せでも使用できる。酵素は一般的 に比較的純粋でない溶液またはスラリーから被覆するが、そこでは活性酵素は、 溶解した、および分散した固体の一部だけを構成する。発酵ブロス中に存在する 他の浮遊固体は、他のタンパク質、ペプチド、炭水化物、他の有機分子および塩 を含む。好ましい酵素は、基質、例えば汚れを加水分解できる酵素である。これ らの酵素は加水分解酵素と呼ばれ、プロテアーゼ(細菌性、菌類性、酸、中性ま たはアルカリ性)、アミラーゼ(アルファまたはベータ)、リパーゼ、セルラー ゼ、およびそれらの混合物を含むが、これらに限定するものではない。とくに好 ましい酵素はスブチリシンおよびセルラーゼである。
最も好ましい酵素は、ここに参考として含める米国特許第4.760.025号 、ヨーロッパ特許第130756B1号およびヨーロッパ特許出願第WO911 06637号に記載されているようなスブチリシン、およびGenecor I nternationalから市販されているCe11ulase 123およ びMultifect L250のような、Trichoderma rees eiから分離されたセルラーゼまたはセルラーゼ成分、またはそれらの混合物、 またはここに参考として含める、共有のPCT出願PCT/US9110726 9に記載されているような酵素である。
本発明の酵素層は、酵素自体に加えて、ビニル重合体、好ましくはPVAを含む 。この重合体は酵素の放出に影響を与え、多くの薬剤放出遅延で一般的な好まし くない残留物を生じることなく、そのような放出を望ましい様式で遅延させる。
本発明の好ましい実施態様では、酵素層は低〜中粘度を有する、中程度に、十分 に、または超加水分解されたPVAを含む。より好ましくは、PVAは十分に加 水分解されており、低粘度を有する。顆粒重量の約0.25%〜3%の量の、十 分に加水分解されたPVAにより、望ましい酵素の放出遅延特性が得られ、洗濯 水中の残留塩素による急速な不活性化を防止する、あるいは汚れのペプチドが水 中に放出される前の自己分解による不活性化を防止する。
水溶性が低下しており、そのために本発明の遅延放出基準に合致する、十分に加 水分解されたPVAが、同時に、顆粒の粉塵形成傾向を少なくし、本発明の低残 留物基準を満たすのに貢献することは驚くべきことである。これは明らかに、こ こで使用する十分に加水分解されたPVAの量が少なく、放出を遅延させるには 有効な量であるが、残留物の問題を防止するのに十分低い水準であるためである 。
酵素層はさらに、可塑剤および凝集防止剤を含むことができる。本発明に有用な 可塑剤には、糖、糖アルコールまたは分子量が1000未満のポリエチレングリ コールのようなポリオール、尿素、またはフタル酸ジブチルまたはジメチルのよ うな他の公知の可塑剤、または水がある。好適な凝集防止剤には、タルク、Ti O2、クレーおよび無定形シリカのような不溶性材料がある。
非酵素固体およびPVAを中に含む本発明の酵素層は、被覆した顆粒の約5〜7 0重量%を占める。
被覆層 本発明の顆粒は、1つ以上の被覆層を含むことができる。
例えば、そのような被覆層は1つ以上の中間被覆層でもよいし、あるいはそのよ うな被覆層は1つ以上の外側被覆層でもよいし、またはそれらの組合せでもよい 。被覆層は、酵素顆粒の最終用途に応じて、顆粒組成物における多くの機能のい ずれかに役立つことができる。例えば、被覆は漂白による酸化に対する耐性を酵 素に与えることができ、あるいは被覆層は、顆粒を水性媒体中に入れた時に望ま しい溶解速度を与えることができる、あるいは大気中の水分に対するバリヤーを 与え、酵素の貯蔵安定性を強化し、顆粒内に微生物が発生する可能性を少なくす ることができる。
本発明の実施態様では、外側被覆層はビニル重合体または共重合体、好ましくは PVA、および所望により低残留物顔料または潤滑剤のような他の添加剤を含む 。そのような添加剤は当業者には公知である。その上、被覆剤は、同じ、または 異なった種類の他の活性剤と共に使用することができる。
顆粒の被覆層への配合に好適なPVAには、低〜高粘度を有する、部分的に加水 分解された、十分に加水分解された、および中程度に加水分解されたPVAがあ る。好ましくは、外側被覆層は、低粘度を有する部分的に加水分解されたPVA を含む。効果的な他のビニル重合体には、ポリ酢酸ビニルおよびポリビニルピロ リドンがある。有用な共重合体には、例えばPVA−メタクリル酸メチル共重合 体がある。
本発明の被覆層はさらに1種以上の、可塑剤、顔料、界面活性剤または帯電防止 剤のような潤滑剤、および所望により追加の酵素を含むことができる。本発明の 被覆層に有用な、好適な可塑剤には、例えば糖、糖アルコール分子量が1000 未満のポリエチレングリコール(PEG)のようなポリオール、尿素またはフタ ル酸ジブチルまたはジメチルのような他の公知の可塑剤、または水がある。本発 明の被覆層に有用な、好適な顔料には、二酸化チタンまたは炭酸カルシウムのよ うな細かく粉砕した白化剤、または着色顔料、またはそれらの組合せがあるが、 これらに限定するものではない。好ましくは、そのような顔料は溶解時の残留物 が少ない顔料である。
ここで使用する「潤滑剤」は、表面摩擦を減少させ、顆粒の表面を潤滑し、静電 気を低下させ、顆粒の砕は易さを低下させる添加剤を意味する。また、潤滑剤は 、被覆中の結合剤の粘着性を低下させることにより、被覆工程の改善に関連する 役割も果たす。このように、潤滑剤は凝集防止剤および湿潤剤として作用するこ とができる。
本発明の好ましい実施態様では、顆粒および処理の観点から、外側層は潤滑剤を 含む。潤滑剤は、PVA被覆だけの場合よりも、摩滅による粉塵をさらに低減さ せ、処理時間を劇的に短縮し、顆粒の溶解性も改良する。外側被覆に添加する潤 滑剤は、被覆中に使用される重合体または顔料の少なくとも約30%を占める、 または置き換えることができる。より好ましい実施態様では、潤滑剤は顆粒に、 顔料/重合体/潤滑剤の一体化した混合物として加える。ここで使用する「一体 化した混合物」とは、各成分の個別添加(層状添加)と反対に、成分(顔料/重 合体/潤滑剤)を十分に混合した溶液から得られる層を意味する。ここで使用す る「顔料」は、二酸化チタンのような低残留物顔料を意味し、「重合体」は、こ こに定義するように、ビニル重合体または共重合体、好ましくはPVAまたはそ の共重合体を意味する。
好適な潤滑剤には、界面活性剤(イオン系、非イオン系または陰イオン系)、脂 肪酸、帯電防止剤および粉塵防止剤があるが、これらに限定するものではない。
好ましくは、潤滑剤は界面活性剤であり、最も好ましくはアルコール系の界面活 性剤、例えば直鎖の9〜15個の炭素原子鎖長を有するアルカンまたはアルケン の第1アルコールまたはそれらのエトキシル化またはエトキシ硫酸エステル誘導 体である。そのような界面活性剤は5hell International  Petroleum CompanyからNeodo l製品群として市販され ている。
他の好適な潤滑剤には、5tatic Guard、 Downey、 Tri ton X100または120などの帯電防止剤、Teflonなどの粉塵防止 剤、または当業者には公知の他の潤滑剤があるが、これらに限定するものではな い。
本発明の外側被覆層は、好ましくは被覆された顆粒の約1〜20重量%を占める 。
他の補助成分 本発明の酵素顆粒には補助成分を加えることができる。
補助成分としては、金属塩、可溶化剤、活性剤、酸化防止剤、染料、防止剤、結 合剤、香料、硫酸アンモニウム、クエン酸アンモニウム、尿素、グアニジン塩酸 塩、グアニジン炭酸塩、グアニジンスルホン酸塩、千オ尿素ジオキシド、モノエ タノールアミン、ジェタノールアミン、トリエタノールアミンのような酵素保護 剤/補集剤、グリシン、グルタミン酸ナトリウム、等のアミノ酸、ウシ血清アル ブミン、カゼイン、等のタンパク質、陰イオン系界面活性剤、両性界面活性剤、 非イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、および長鎖脂肪酸塩を含む界面 活性剤、ビルグー、アルカリまたは無機電解質、漂白剤、青み付は剤および蛍光 染料、およびケーキング防止剤がある。これらの界面活性剤は、ここに参考とし て含める、共に譲渡されたPCT出願PCT/US92100384にすべて記 載されている。
本発明の好ましい実施態様は、硫酸アンモニウムのような塩素補集剤を含む補集 剤層を含む。この補集剤層は、好ましくは被覆された酵素顆粒の約5〜30重量 %を占める。
この補集剤層は酵素層と外側被覆の間に位置するのが好ましいが、顆粒中のその 他の場所に存在することもできる。
ここに記載する顆粒は、流動床スプレーコーティング、パン−コーティング、お よび出発コア材料の上に層を順次追加して顆粒を構築する他の技術を含む、酵素 造粒の分野で当業者には公知の方法により製造することができる。
下記の実施例は本発明を代表するものであって、制限するものではない。当業者 は、ここに開示するところに基づいて、他の酵素、コア、粒子、方法および被覆 剤を選択することができる。
PVA/スクロース被覆したノンパレイユのバッチを、ノンパレイユの標準バッ チ上にPVA/スクロース溶液をコーティングすることにより製造した。−25 /+40メツシユのスクロース/デンプンノンバレイユニ00ポンドを、45  rpmで回転している2001bs容量のコーティングパンに入れ、150〜1 70°Fの床温度に加熱した。
低粘度の部分的に加水分解されたPVAの18%w/v溶液(Airvol 7 05S %^ir Ptoducts Inc、から市販)1121bgを67 %スクロース溶液1441bgと共に混合することにより、コーティング溶液を 製造した。合計38.41bsのこの未加熱混合物を被覆していないノンパレイ ユ上に12時間かけてポンプで供給し、最終製品重量に対して2.6%v/vP VAおよび12,4%W/Wスクロースからなる被覆を施した。この材料を一2 0/+45メツシュのスクリーンで篩分けし、使用可能な製品1011bsおよ びスクラップ151bsを得た。被覆したノンパレイユコア(酵素塗布前) 1 3.5 mgsに対する20分間のHeubach摩滅試験により、給粉塵4. 2mgの読みを得た。
Glatt GPCG−5流動床スプレーコーター中に、PVA/スクロース被 覆したノンパレイユコア6300グラムを入れ、床温度44℃で流動化した。B 、 5ubtilisから生産されたプロテアーゼ限外濾過濃縮物11.62k g、濃度5.27%W/Wプロテアーゼおよび25.7%W/W総固体(したが ってプロテアーゼが総原料濃縮固体の20.5%になる)を、低粘度の十分に加 水分解されたPVAの10%w/w溶液(Elvanol 90−50 、E、 1. du PONT de Neg+ours and Co、。
Inc、から市販)1.53kgおよび無定形シリカ(Zeothix 265  、J、l[、Huber Corporationから市販)153グラムと 混合した。この酵素濃縮物は、配合薬品として0.25%ソルビトールおよび0 .5%安息香酸ナトリウムを含む。
次いでこの酵素/PVA混合物を流動化したコアの上に、初速度40g/分で、 3時間かけて110g/分に増加してスプレーし、3.28kgの重量増加を得 た。床温度を徐々に46℃から37℃に下げ、入り口温度を原料供給増加の間約 57〜60℃に維持した。噴霧空気圧は4. Obarに維持した。
酵素塗布の後、酵素塗布と類似の条件で、ただし噴霧圧3.5 barで、40 %w/w硫酸アンモニウム溶液7.65kgを顆粒上に噴霧した。これによって 顆粒の重量は3.05kg増加した。これら2工程に対する固体の重量増加物質 収支は99.8%であった。最後に、二酸化チタン765グラムを水1.147 kg中に分散させ、次いで低粘度の部分的に加水分解されたPVAの15%原溶 液(Elvanol 51−05 )5.10kgを加え、正味11%w/vP VAおよび11%w/vTio2濃度の懸濁液6.95kgに調製した保護被覆 溶液を塗布した。この被覆懸濁液を、50〜80g1分の速度、入り口温度63 〜67℃、出口温度45〜49℃、および噴霧空気圧4. Obarで硫酸アン モニウム被覆した顆粒上に噴霧した。最終製品13.285kgが得られたが、 これは、最終被覆工程に対する物質収支78%、および全スプレー被覆工程に対 する総物質収支89%に相当する。
重量増加百分率では、酵素層は出発コアに対して52%の重量増加になり、3つ の層の組合せではコアに対して119%重量増加になる。製品を20メツシユス クリーンに通して篩分けし、凝集物を除去した。
実施例2 全く同じ酵素顆粒配合物の2つの別ロットをGlatt UnigIatt製の 実験室用流動床スプレーコーターで製造した。2つのロットの製法は事実上同一 であるので、第二の製造分だけを説明する。出発材料は、−20/+50メツシ ユPVA被覆ノンパレイユ595グラムを流動床に入れて製造した。これらのコ アは、コーティング溶液がスクロースを全(添加しない18%PVA溶液(Ai rvol 705S)からなり、PVA溶液をスクロース/デンプンノンパレイ ユ上に、塗布したPVAが最終的に被覆されたノンパレイユ材料の重量の18% になるまでスプレーした以外は、実施例1に記載した方法と同様の方法で被覆し た。(18%PVA被覆したノンパレイユは、酵素を加える前に、Heubac h摩滅試験で21.0mg粉塵を記録した。54g/kg酵素濃度および26. 1%総固体濃度のプロテアーゼ濃縮物の試料436グラムを、10%P V A  (Elvanol 9O−50)溶液94グラムと混合した。(このように、 酵素は供給原料中の総置体の20.7%になる。)この混合物をUniglat t中、速度7g/分、入り口および出口の温度それぞれ55℃および45℃、噴 霧空気圧4.0 barで流動化したコア上に噴霧被覆した。
酵素を塗布した後、40%硫酸アンモニウム溶液588グラムおよび11%P  V A (Elvanol 5l−05)および11%T iO2を含む懸濁液 539グラムを、類似の処理条件下で、被覆速度それぞれ17g/分および7g /分で塗布した。
最終生成物の重量は篩分は前に1023グラムで、得られた固体全体に対して9 0%収率になる。これは、コア重量に対する正味重量増加が酵素層に関して約1 8%であり、全体で約72%である。生成物を20〜50メツシユスクリーンで 篩分けし、凝集物および微粒子を除去した。
実施例1および実施例2のロット2に幾つかの試験を行い、同等の市販製品5a vinase 6.0T(Novo−Nordisk Industri A/ S)と比較した。Heubach摩滅試験では、乾燥空気流量毎分20リツトル 、試験時間20分間で充填体積的17ccを使用し、下記の比較粉塵量を得た。
凰致!蝕r 隻!脛星ユLI Savinase 5.7 24 実施例1 0.6 7 実施例2、ロット2 0.6 4 60°Fにおける標準洗濯サイクル後に酵素顆粒が残す残留物に関する試験では 、5avinase 6.OTは布上に白色の残留物を残し、ある種の不溶性物 質の存在を示している。
実施例1および2は5avinase 6.OTと同等またはそれより低い量の 残留物を残した。
実際的な洗剤条件下における酵素放出の速度を示す溶解プロファイルを、実施例 2の両ロフトに関して図3に示す。
これらのプロファイルは、溶解試験装置で、洗剤の存在化、120°F1硬度1 0 grains/gallonおよび固定中間攪拌速度で得た。活性は、合成 基質重評価分析を使用して測定した。これらの高い温度においても酵素放出速度 が遅延していることが分かる。これは、顆粒中の硫酸アンモニウムにより洗濯水 の残留塩素が補集され、衣類からタンパク質性物質が放出される時間が得られる 点で有利である。また、タンパク質およびペプチドが放出されてペプチド阻害に よる自己分解が防止されるようになるまで、この遅延により酵素を高温自己分解 から保護する。
実施例3 織物用途向けの顆粒セルラーゼをUniglattスプレーコーターで製造した 。−30/+50メツシユの標準スクロース/デンプンノンパレイユ842グラ ムをコーターに入れ、42〜48℃の床温度で流動化させた。6%W/Vタンパ ク質および21%v/w総固体分を含む、T、 reeseiから得たセルラー ゼの限外濾過濃縮物の溶液321グラムを、十分に加水分解されたPVAの10 %溶液(Airvol 107)235グラムと混合した。この混合物を流動化 したノンパレイユ上に、約9g/分の速度で噴霧し、重量を88グラム、っまり 約10.5%w/w増加させた。酵素/PVA層の上に、12.7%P V A  (Airvol 205)および12.7%T t 02を含むコーティング 懸濁液275グラムを噴霧し、顆粒の総重量を1000グラム、総重量増加18 .8%にした。
最終顆粒中、6.0%W/Wはセルラーゼタンパク質であった。
競合製品、Denimax Ac1d T (Novo−Nordisk In dustri A/Sから市販)との比較で、実施例3は、両方の場合で251 !1gの同じ総Heubach粉塵を示した。ポリビニルアルコール結合剤およ びコーティングは、実施例3の顆粒に、高温度および高湿度におけるセルラーゼ 活性の優れた安定性を付与した。
この実施例で製造されたセルラーゼ顆粒を、市販製品Denimax Ac1d  T (Novo−Nordisk Industri A/S )との比較で 貯蔵安定性に関して評価した。37℃、低および高相対湿度で8日間貯蔵した後 に測定した残留活性の量は下記のとおりである。
相対湿度(R,H,) 0駕R,H,における 0駕R,H,における残留活性 残留活性 実施例3 117 112 Denimax Ac1d T 102 2 にのように、ポリビニルアルコー ルを酵素層、とくに外側被覆に使用することにより、高温度ならびに高湿度の脱 安走化作用に対する優れた保護性が付与される。
実施例4 洗剤リパーゼ顆粒をUniglattスプレーコーターで製造した。実施例1に 記載のPVA/スクロース被覆したノンパレイユ456グラムを反応器に入れた 。10gル酵素および16.5%v/v総固形分総合形リパーゼ限外濾過濃縮液 1.882リツトルを、PVAを混合せずに、コア上にスプレーした。入口およ び出口の温度はそれぞれ平均で60および45℃であり、被覆速度は4 bar 噴霧で約8g/分になった。11%w/w P V A (Elvanol 5 l−05)および11%W/wTi02の懸濁液432グラムをリパーゼ被覆し たコア上にスプレーした。このリパーゼ塗布により、コアに307グラムを加え 、重量が67%増加した。最終製品重量は篩分は前に808グラムで、正味重量 増加は77%であった。Beubach摩滅試験により、総粉塵量0.8mgで 、活性リパーゼ粉塵含有量の測定値は得られなかった。
実施例5 実施例1および2と実質的に同様にして、洗剤プロテアーゼ顆粒をGlatt流 動床スプレーコーターで製造したが、造粒製品の外側被覆配合物として、下記の 量のTiO2/P V A / Neodolの一体化混合物を塗布した。
顆粒上の PVA(51−05) 38.0 8.8 4Neodol 9.5 2.2  1 上記のT io2/PVA/Neodolの被覆混合物を、被覆していない製品 に10%量で塗布し、最終製品760kgを得た。コーティングは最高スプレー 速度的1.6 kg/分で塗布した。
このコーティング混合物の塗布に対する総被覆時間を測定シ、P V A /  T t O2”) 5050%混合物および0%Neodo lを使用した前の 実施例(とくに実施例1)に対する総被覆時間と比較した。そのような比較によ り、被覆混合物中に界面活性剤を配合した場合に、顔料/重合体層のみに対する 被覆時間と比較して、被覆時間が約50%短縮されることが分かった。
実施例5の製品に対する総粉塵は、実施例2に記載のHeubach粉塵評価分 析により測定して、製品13.5gあたり0.6+gであった。製品の洗浄性能 および溶解性は実施例1および2と同等であった。
実質的に実施例1〜3に記載の手順にしたがって、3種類のセルラーゼおよびプ ロテアーゼ含有顆粒製品をUnigla11スプレーコーターで製造した。
3つの実験ロフトは、ノンパレイユコア材料上に塗布した下記の組成を有する。
活性セル 活性プロ 実験 ラーゼ テアーゼ 界面活性剤 顔料/重合体# (%) (%) (重 量%) (重量%)A 6.5 0.56 4.49 3.67B 6.5 0 .52 0 3.14 C6,50,59* 6.11* *界面活性剤は重合体コーティング中に分散させた。したがって、重合体と界面 活性剤の合計を顔料/重合体の欄に示す。
実験Aでは、非酵素コーティングは、個別に塗布した顔料/重合体、T i O 2/ P V A (Elvanol 5l−05) 、および界面活性剤(T riton X120)を含む。実験Bは、界面活性剤を使用せず、T i O 2/ P V A (Elvanol 5l−05)の顔料/重合体コーティン グだけを使用した。実験Cでは、非酵素コーティングは重合体中に分散させた界 面活性剤を含む。
したがって、この実験におけるコーティングはTriton X120/Elv anol 51−05である。
これらの3つの実験ロット(ASBおよびC)を、実施例2に記載のHeuba ch試験で総桧塵量について試験した。
下記の比較粉塵量が得られた。
B 255.O C4,2 これらの結果から、実験Aの個別界面活性剤層により粉塵が減少すると思われる が、より劇的な粉塵低減効果が、界面活性剤をPVA中に分散させ、一体化した 混合物を形成した時(実験C参照)に立証されている。
粉塵量の低減に加えて、PVAコーティング層の一体化した混合物として界面活 性剤を加えることにより、通常の顔料/重合体コーティング(界面活性剤を含ま ない)に対する供給速度と比較して、供給速度が高くなり、したがって合計処理 時間が短縮されることが観察された。
ここに記載するようにして製造した顆粒は、この分野で公知の他の顆粒と比較し て、粉塵特性が改良されている。
これらの粉塵特性の改良は、溶解性、安定性、遅延放出および低残留物などの顆 粒の他の望ましい特性を維持または改善しながら達成される。さらに、本発明の 特定の実施態様(すなわち実施例5)では、特許請求する顆粒の所望の特性に悪 影響を及ぼさずに、供給速度を高<シ、それによって被覆時間を短縮することが できる。そのため、製品特性を向上させながら、コストを低減させることができ る。
国際調査報告 、=、、PCT/IIs 92108525TIIil諦wt hu +細−1 劇ら−1−一■噛−暉釉輌−−−軸噺閤自一纏電一一袴・−man −「■―− 111111−請!−べB Tlwmwmstwvmc−Wむ−m4is11mFxrwpmnP會−〇1’ RwErlFTile・曾T1wtm−P@bm O%aakmisIIe I IIIIF bkbhr−m−−we−y−1・r−−d−1,15/Q3/9 3フロントページの続き (72)発明者 ベラカー、ナサニエル ティーアメリカ合衆国 カリフォルニ ア州 94010 バーリンゲイム ヒルサイド ドライヴ 2116 (72)発明者 ボストン、マシュー ジ−アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94070 サン カルロス アーチ レーンナンバー10 (72)発明者 マンシッカマキ、アイノフィンランド国 10960 ハンコ  ソルサンテイエ 16 (72)発明者 シンプソン、カラン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94037 モンタラ ジョージ ストリート(72)発明者 ウェット、ダニ エル ジ−アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94002 ベルモント アッパー ロックロード 3250

Claims (45)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.a)水溶性または分散性物質を含み、ビニル重合体または共重合体で被覆さ れたコア、 b)1種以上の酸素およびビニル重合体または共重合体を含む酸素層、および c)ビニル重合体または共重合体を含む外側被覆層を含むことを特徴とする酵素 含有顆粒。
  2. 2.工程a)、b)およびc)で有用なビニル重合体がポリビニルアルコールま たはそれらの共重合体であることを特徴とする請求の範囲第1項記載の顆粒。
  3. 3.工程a)、b)またはc)で有用な共重合体がポリビニルアルコールーメタ クリル酸メチル共重合体であることを特徴とする請求の範囲第1項記載の顆粒。
  4. 4.コアに有用なポリビニルアルコールが、低〜高粘度を有する、部分的に加水 分解された、中程度に加水分解された、または十分に加水分解されたポリビニル アルコール、またはそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする 請求の範囲第2項記載の顆粒。
  5. 5.ポリビニルアルコールが部分的に加水分解されていることを特徴とする請求 の範囲第4項記載の顆粒。
  6. 6.コアがノンパレイユを含むことを特徴とする請求の範囲第2項記載の顆粒。
  7. 7.前記ノンパレイユが、低〜高粘度を有する、部分的に加水分解された、中程 度に加水分解された、または十分に加水分解されたポリビニルアルコール、また はそれらの混合物からなる群から選択されたポリビニルアルコールで被覆、また は構築されていることを特徴とする請求の範囲第6項記載の顆粒。
  8. 8.前記ノンパレイユが、低粘度を有する部分的に加水分解されたポリビニルア ルコールで被覆されていることを特徴とする請求の範囲第7項記載の順位。
  9. 9.コアがさらに可塑剤を含むことを特徴とする請求の範囲第2項記載の顆粒。
  10. 10.酵素層が、プロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、セルラーゼおよびそれ らの混合物からなる群から選択された1種以上の酵素を含むことを特徴とする請 求の範囲第2項記載の顆粒。
  11. 11.酵素がプロテアーゼであることを特徴とする請求の範囲第10項記載の顆 粒。
  12. 12.プロテアーゼがスブチリシンであることを特徴とする請求の範囲第11項 記載の顆粒。
  13. 13.酵素がセルラーゼまたはそれらの成分であることを特徴とする請求の範囲 第10項記載の顆粒。
  14. 14.酸素がリパーゼであることを特徴とする請求の範囲第10項記載の顆粒。
  15. 15.酵素がプロテアーゼとセルラーゼの混合物であることを特徴とする請求の 範囲第10項記載の顆粒。
  16. 16.酵素層に有用なポリビニルアルコールが、低〜高粘度を有する、十分に加 水分解された、部分的に加水分解された、または中程度に加水分解されたポリビ ニルアルコール、またはそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴と する請求の範囲第2項記載の顆粒。
  17. 17.ポリビニルアルコールが、低粘度を有する十分に加水分解されたポリビニ ルアルコールであることを特徴とする請求の範囲第16項記載の顆粒。
  18. 18.ポリビニルアルコールが、低粘度を有する中程度に加水分解されたポリビ ニルアルコールであることを特徴とする請求の範囲第16項記載の顆粒。
  19. 19.酵素層がさらに a)可塑剤、または b)凝集防止剤 を含むことを特徴とする請求の範囲第2項記載の顆粒。
  20. 20.外側被覆層(c)が、低〜高粘度を有する、部分的に加水分解された、ま たは中程度に加水分解されたポリビニルアルコールからなる群から選択されたポ リビニルアルコールを含むことを特徴とする請求の範囲第2項記載の顆粒。
  21. 21.ポリビニルアルコールが、低粘度を有する部分的に加水分解されたPVA であることを特徴とする請求の範囲第20項記載の顆粒。
  22. 22.外側被覆層(c)が、さらに低残留物顔料を含むことを特徴とする請求の 範囲第2項記載の顆粒。
  23. 23.顔料が二酸化チタンであることを特徴とする請求の範囲第2項記載の顆粒 。
  24. 24.外側被覆層(c)が、さらに潤滑剤を含むことを特徴とする請求の範囲第 2項記載の顆粒。
  25. 25.潤滑剤が非イオン系または陰イオン系界面活性剤であることを特徴とする 請求の範囲第24項記載の顆粒。
  26. 26.界面活性剤が、9〜15個の炭素原子鎖長を有するアルカンまたはアルケ ンの直鎖第1アルコールまたはそれらのエトキシル化またはエトキシ硫酸エステ ル誘導体であることを特徴とする請求の範囲第25項記載の顆粒。
  27. 27.さらに補集剤層を含むことを特徴とする請求の範囲第2項記載の顆粒。
  28. 28.補集剤層が硫酸アンモニウムを含むことを特徴とする請求の範囲第27項 記載の顆粒。
  29. 29.a)ノンパレイユコア、 b)1種以上の酵素、および低粘度を有する十分に加水分解されたポリビニルア ルコールを含む酵素層、および c)低粘度を有する部分的に加水分解されたポリビニルアルコールを含む外側被 覆層 を含むことを特徴とする酵素含有顆粒。
  30. 30.さらに外側被覆中に低残留物顔料を含むことを特徴とする請求の範囲第2 9項記載項の顆粒。
  31. 31.さらに外側被覆中に潤滑剤を含むことを特徴とする請求の範囲第30項記 載の顆粒。
  32. 32.潤滑剤が非イオン系またはイオン系界面活性剤であることを特徴とする請 求の範囲第31項記載の顆粒。
  33. 33.界面活性剤が、9〜15個の炭素原子鎖長を有するアルカンまたはアルケ ンの直鎖第1アルコールまたはそれらのエトキシル化またはエトキシ硫酸エステ ル誘導体であることを特徴とする請求の範囲第32項記載の顆粒。
  34. 34.さらに補集剤層を含むことを特徴とする請求の範囲第29項記載の顆粒。
  35. 35.a)低粘度を有する部分的に加水分解されたポリビニルアルコールで被覆 されたノンパレイユコア、b)1種以上の酵素、および低粘度を有する十分に加 水分解されたポリビニルアルコールを含む酵素層、および c)低粘度を有する部分的に加水分解されたポリビニルアルコール、低残留物顔 料、および9〜15個の炭素原子鎖長を有するアルカンまたはアルケンの直鎖第 1アルコールまたはそれらのエトキシル化またはエトキシ硫酸エステル誘導体を 含む外側被覆層 を含むことを特徴とする酵素含有顆粒。
  36. 36.さらに補集剤層を含むことを特徴とする請求の範囲第35項記載の顆粒。
  37. 37.ノンパレイユが、さらに可塑剤で被覆されていることを特徴とする請求の 範囲第35項記載の顆粒。
  38. 38.酵素層がさらに a)可塑剤、または b)凝集防止剤 を含むことを特徴とする請求の範囲第35項記載の顆粒。
  39. 39.酵素層が、プロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、セルラーゼおよびそれ らの混合物からなる群から選択された1種以上の酵素を含むことを特徴とする請 求の範囲第35項記載の顆粒。
  40. 40.a)水溶性または分散性物質を含み、ポリビニルアルコールまたはポリビ ニルアルコール共重合体で被覆されたコア、 b)1種以上の酸素を含む酵素層、およびc)ポリビニルアルコールを含む外側 被覆層を含むことを特徴とする酵素含有顆粒。
  41. 41.a)好適なコア材料を選択する工程、b)工程a)のコアを、1種以上の 酵素および好適なビニル亘合体または共重合体を含む酵素層で被覆する工程、お よび c)工程b)の製品を、好適なビニル重合体またはビニル共重合体単独で、また は1種以上の顔料、溝滑剤、またはそれらの混合物と組み合わせて被覆する工程 を含むことを特徴とする酵素含有顆粒の製造方法。
  42. 42.a)低〜高粘度を有する、十分に加水分解された、部分的に加水分解され た、または中程度に加水分解されたポリビニルアルコール、またはそれらの混合 物からなる群から選択されたポリビニルアルコールで被覆されたノンパレイユコ アを選択する工程、 b)工程a)のコアを、1種以上の酵素、および低〜高粘度を有する、十分に加 水分解された、部分的に加水分解された、または中程度に加水分解されたポリビ ニルアルコール、またはそれらの混合物からなる群から選択されたポリビニルア ルコールで被覆する工程、およびc)工程b)の製品を、低〜高粘度を有する、 十分に加水分解された、部分的に加水分解された、または中程度に加水分解され たポリビニルアルコール、またはそれらの混合物からなる群から選択されたポリ ビニルアルコール、低残留物顔料および潤滑剤を含む一体化された混合物で被覆 する工程 を含むことを特徴とする請求の範囲第41項記載の方法。
  43. 43.工程c)の潤滑剤が非イオン系またはイオン系界面活性剤であることを特 徴とする請求の範囲第42項記載の方法。
  44. 44.界面活性剤が、9〜15個の炭素原子鎖長を有するアルカンまたはアルケ ンの直鎖第1アルコールまたはそれらのエトキシル化またはエトキシ硫酸エステ ル誘導体であることを特徴とする請求の範囲第43項記載の方法。
  45. 45.さらに、工程b)の製品を好適な塩素補集剤で被覆してから、前記製品を 好適なビニル重合体または共重合体で被覆することを特徴とする請求の範囲第4 1項記載の方法。
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