JP2004531212A - 固形粒子又は顆粒中の酸化安定剤としてのカタラーゼ - Google Patents

Abstract

本発明は、過酸化物感受性成分（例えば、酵素；例えばヒドロラーゼ）及び添加されたカタラーゼ成分を含む粒子を提供する。上記粒子は過酸化漂白剤を含む洗浄剤組成物中に含まれ得る。

Description

【０００１】
発明の分野
本発明は、粒子、例えば顆粒に関し、過酸化物感受性成分、例えば酵素、例えばヒドロラーゼを含む。より特定すれば、本発明は、過酸化物感受性成分が防御されているそのような顆粒に関する。
【０００２】
背景
ますます、粉末状の洗濯洗浄剤が製剤化されて過酸素漂白剤、例えば過硼酸ナトリウム及び過炭酸ナトリウムを含みつつあり、漂白活性化剤、例えばＴＡＥＤ及びＮＯＢＳと共に作用して、衣類又は皿の洗浄機内での洗浄水への添加により、インサイチュにおいて過酸化水素を生成する。過酸化物は、その結果、蛋白質ビーズ染料を含む特定の染料を織物に顕著な損傷なしに漂白するか又は色を薄くして、特に繰り返して使用した後に織物に損傷を引き起こし得る他の漂白剤、例えば次亜塩素酸塩を凌駕する好ましいタイプの漂白剤である。過酸化水素水は安定化するのが難しいことは知られており、そして過硼酸塩や過炭酸塩のような過酸素化合物は、皿洗い洗浄剤及び洗濯洗浄剤への包含に適した、乾燥安定前駆体形態を提供する。
【０００３】
酵素はクリーニングの利益も提供し、多くの場合過酸素漂白剤により提供される利益に補足性であるか又は相乗性であり、洗浄剤の製造者は同じ洗浄剤中に酵素と過酸素漂白剤の両方を含ませたがる。不幸なことに、過酸素漂白剤含有洗浄剤は、特に湿度レベルが上昇したときに、酵素が乾燥しているか、顆粒中にあるか、又は封入された形態であっても、酵素のためには冷遇された環境を提供する。相対的に低いレベルの湿度の存在下であってさえも、そして中温又は高温においては、低いがしかし顕著なレベルの過酸化水素、過酸又は関連種が生成して、洗浄剤の保存の間に流動する。これらの種は、乾燥酵素粒子へ拡散するか又は侵入するのに十分なレベルにて流動して、酵素に対して酸性の損傷を引き起こす。過酸化水素は、主に、蛋白質中のメチオニン残基を酸化する手段により酵素を損傷させる。結果の酵素活性の損失は、メチオニンが酵素分子の活性部位内にか又は近接して位置する場合に、絶対にではないが、特におこり得る。
【０００４】
過酸化物及び他の小さな酸化剤の拡散に対して十分なバリヤーを酵素顆粒又は粒子の内部に提供し、同時に十分可溶性であって且つ洗濯用及び皿洗い用の応用に適合可能なコーティング剤又は封入剤を発見することにより、希釈に際して洗浄水への酵素の完全で素早い放出を可能にさせることは難しい。多くの抗酸化剤化合物、例えばアスコルビン酸も、過酸化物及び他のそのような酸化剤を中和するには限定された能力しか有さない。
【０００５】
酵素を防御するための十分なバリヤーを提供することに加えて、所望の洗浄化合物は、過酸素漂白化合物が予測されたとおりに機能することを可能にさせるように製剤化された酵素顆粒を含まなければならない。過酸素漂白剤の工業におけるよく知られた問題は、汚れた衣類又は皿において見いだされる特定の物質の存在下での活性の損失である。カタラーゼ及び多の過酸化水素オキシドレダクターゼ（ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｅｒｏｘｉｄｅ ｏｘｉｄｅ−ｒｅｄｕｃｔａｓｅ）酵素及びドナー：過酸化水素オキシドレダクターゼ、例えばパーオキシダーゼが皿又は汚れた衣類の上に存在して、過酸化水素を水に変換することにより漂白成分の機能を低下させる。事実、カタラーゼ及び多の過酸化水素オキシドレダクターゼ酵素を不活性化するための様々な方法が存在する。
【０００６】
パーオキシダーゼは、例えば、顆粒形態の洗浄剤に付加することにより、洗浄剤への付加物として言及されてきた。例えば、米国特許第５，８５５，６２１号は染料流動阻害剤としてのパーオキシダーゼの使用を言及するが、それらが過酸化水素の相殺された還元を通して衣類のランドリーに存在する特定の染料を酸化するように作用して、酸素を染料の基質に付与するからである。パーオキシダーゼは過酸化水素に作用する際には適用可能なドナー基質の存在を必要とする。
【０００７】
カタラーゼは広範囲の動物、植物、細菌及び真菌生物の細胞内に見いだされ、代謝及び加齢の自然界のプロセスの間に環境からの酸化によるダメージから細胞を防御する。市場において、カタラーゼは肝臓、細菌及び真菌源から生産されて単離される。もっとも経済的な生成物は、様々な細菌及び真菌培養物からの大規模なスケールの発酵による。カタラーゼの主要な産業上の用途は、グルコースオキシダーゼとの組み合わせにおける、食物の酸化による劣化の防御、滅菌ミルク又はチーズを冷却するために使用された後の過酸化水素の痕跡の除去、及びレザー等の織物のなめしにおける過酸化水素のスキャベンジャーとしてである。
【０００８】
成分を漂白することに対して防御された酵素粒子に関する産業上の要求が存在するが、漂白剤の性能を低下させることなくオキシドレダクターゼ酵素により提供されるそのような防御に関しては意外なはずである。過酸化水素を分解する酵素を使用することにより、過酸化物感受性成分を含むランドリー及び皿用の洗浄剤中の保存の間の酸化力の損失から産業用の酵素を防御することは、当業界又は文献においてこれまで意図されていない。
【０００９】
発明の概要
本発明は、カタラーゼ又は他のオキシドレダクターゼのような、過酸化物感受性成分（例えば酵素）及び過酸化水素を分解する成分を含む粒子を提供する。上記粒子は、過酸化（ｐｅｒｏｘｙｇｅｎ）漂白剤を伴う洗浄剤組成物中に含まれることができ、上記成分は過酸化物感受性成分を保護して過酸化漂白剤の活性に対して実質上影響しない。
【００１０】
この発明により意図される主要な用途がドライランドリー洗浄剤の酵素粒子の保護であっても、本発明は、論理上、ランドリー及び皿用洗浄剤中に使用されるあらゆる過酸化物感受性成分の、過酸化物生成化合物、例えば過酸化漂白剤による不活性化からの防御に拡大され、そして意図する。例えば、特定の染料及び色素は過酸化水素のような漂白剤に対して感受性であることが公知であり、そして染料及び色素は、活性成分の色をマスクして変化させるか、又は洗浄剤の消費者に対して目に見える指標として作用するためにランドリー洗浄剤中に共通に使用され、容易に認識可能な発色粒子によるいくつかの洗浄に関する利益の主張に関連し、もっとも良好な洗浄剤粉末の典型的な白色のバックグラウンドに対して目立つ。
【００１１】
発明の一つの態様において、上記粒子は、粒子の過酸化物感受性蛋白質成分を保護する、操作されたか又は天然に生じるオキシドレダクターゼを含む。
発明の別の態様において、上記粒子は、過酸化物感受性酵素成分を保護するために提供されたカタラーゼ成分を伴う顆粒である。
【００１２】
発明の他の一つの態様において、カタラーゼは粒子に加えられることにより、過酸化物感受性染料又は色素成分を保護する。
発明の上記の態様において、上記粒子は、カタラーゼと過酸化物感受性成分とを混合することによるか、又はカタラーゼを過酸化物感受性成分の上にコートすることにより、形成される。
【００１３】
またひとつの別の態様において、漂白剤を伴う洗浄剤はカタラーゼ及び過酸化物感受性成分を伴う粒子を含む。
上記の態様は、オキシドレダクターゼ酵素、例えばカタラーゼを、約５，０００Ｕ／ｇ粒子、一般には約１０−３５０Ｕ／ｇ粒子、そしてより特定すれば約２０以上のＵ／粒子の濃度にて利用する。Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ細菌由来のカタラーゼを利用する一つの好ましい態様において、好ましい濃度は、約１０−２００Ｕ／ｇ粒子の間、より好ましくは約１５−１５０Ｕ／ｇ粒子の間、そしてもっとも好ましくは約２０−１００Ｕ／ｇ粒子の間である。別の好ましい態様は、Ｍｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ細菌由来のカタラーゼを、好ましくは約４０−３５０Ｕ／ｇ粒子の間、より好ましくは約５０−２５０Ｕ／粒子のｇ、そしてもっとも好ましくは約６０−１００Ｕ／ｇ粒子の濃度にて利用する。一貫して使用されるユニット（ＢＵ／ｇ）又は（Ｕ／ｇ）はベイカーユニットであり、１ベイカーユニットは、実施例４において下に記載するアッセイの条件下で２６４ｍｇの過酸化水素を分解するカタラーゼの量として定義される。
【００１４】
好ましい態様において、上記粒子は、過酸化物感受性ヒドロラーゼ酵素又は染料を含み、そして過酸素漂白剤、例えば過硼酸塩又は過炭酸塩を有する洗浄剤の成分である；そしてオキシドレダクターゼはＡｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ又はＭｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ種に由来するカタラーゼである。
【００１５】
発明の記載
驚くことに、オキシドレダクターゼ、例えば、カタラーゼ酵素は、過酸化物感受性酵素を有する粒子又は顆粒中に含まれた場合には、相対的に低い濃度であっても、過酸化漂白剤の分解により生成する過酸化水素による脱活性化に対する保存の間の過酸化物感受性酵素の優秀な保護を提供するが、それらの漂白剤の洗浄効果は顕著に損なわない。
【００１６】
過酸化漂白剤を含む洗浄剤におけるカタラーゼの使用に対して議論する２つの重要な考察が存在する。第１に、ヒトのカタラーゼは皮膚の中に存在し、そして上記のとおり汚れた衣類の共通の成分である。洗浄剤のマーカーはこれに気づき、汚れた衣類の中及び皿の上の高いレベルのカタラーゼがパーオキシダーゼを消費し得て、それにより過酸化漂白剤の漂白効果を低下させる事実を伴う。この考察は、ランドリーの洗浄剤、特に漂白成分を有する洗浄剤へカタラーゼを侵入させることに対する根拠を創製し、そしてそれと対照の経験的立証なしに、当業者はそうすることを選択するはずはない。第２に、そして反対の方向から、そのような漂白剤含有衣類洗浄剤及び皿用洗浄剤に加えられた圧倒的な量の過酸化漂白剤から、酵素、染料又は他の酸化感受性活性成分を防御するために十分なカタラーゼを加えるための手段がないことは明らかと思われるはずである。即ち、過硼酸塩又は過炭酸塩により生成され得た全ての過酸化水素を有効に中和するための十分なカタラーゼが洗浄剤の定型のボックスには存在しないはずであると考えるはずである。即ち、当業者が洗浄剤を作成するのに使用した他の成分からその中の他の活性成分を防御するために顆粒にカタラーゼを加えることを考慮したとしても、そのような到達点を達成するためには大量のカタラーゼを顆粒に加えることが必要であると考えたはずである（例えば、洗浄剤の中の漂白成分の量に基づいて、顆粒のグラムあたりおそらく５０００Ｕまたはそれ以上のカタラーゼ）。
【００１７】
簡単に云えば、ヒトのカタラーゼが汚れた衣類又は皿からのように、典型的な洗浄サイクルにおいて過酸化水素を破壊することにより漂白剤を脱活性化することが知られているという事実に基づくと、カタラーゼが洗浄酵素（ヒドロラーゼのような）と共に製剤化されて、保存の間の酸化に対して酵素を安定化させる到達点を達成するが、典型的な漂白サイクルにおいて（例えば、約１５分間）有効に漂白剤を機能させ得た（即ち、漂白剤を大きなパーセントで脱活性化しないこと）ということは予測されなかった。
【００１８】
驚くことに、相対的に少量のカタラーゼは、顆粒の中で区分けされるか又は濃縮されたなら、洗浄剤全体に均一に分散した場合とは対照的に、酵素又は他の過酸化物果樹性の活性成分と共に、保存の間に過酸化水素の作用から酵素又は活性成分を十分に防御したこと、及び高温及び高湿の条件下でさえも、洗浄剤中の非常に過剰な過酸化漂白剤にも拘わらず、酵素及び活性成分は実質上完全に生存し得ることを発見した。如何なる特定の理論にも拘束される意図はないが、明らかに、放出された移動形態のパーオキシダーゼの量が、カタラーゼを優位に中和するには不十分であるか、又は活性成分を防御することにおいて局所的に濃縮されたカタラーゼのキネティックスを上回るのに十分な速度にて生成されない。同時に、保存の間の活性損失から酵素を防御するのに十分なカタラーゼのレベルは、放出された実際の洗浄サイクルにおいて希釈される場合、典型的な過酸化漂白洗浄剤中で使用される場合、典型的な使用条件下で、過酸化漂白剤の作用を顕著に損なうのには不十分であることを発見した。
【００１９】
簡単に云えば、当業者は、過酸化水素による不活性化に対して酵素のような活性成分を防御するのに必要なカタラーゼの量は、ランドリーの又は皿の洗浄における実際の適用の間に過酸化水素の利益を打ち消すようであると予測するはずである。従って、過酸化漂白剤による不活性化に対して洗浄剤中に保存された顆粒化酵素を防御する手段を発見することを述べる当業者は、カタラーゼを防御剤に変化させることによる成功の無理のない予測を有さないはずである。しかし、驚くことに、無理のない範囲のカタラーゼ濃度を用いて顆粒が作成できることが判明し、そのカタラーゼ濃度は、過酸化物を拡散させることにより不活性に対して保存の間活性成分を防御するが、同時に、全洗浄剤が洗浄の適用において溶解したなら、最終溶液の過酸化物レベルに対しての無視できる作用か又は無視できる漂白作用しか有さない。
【００２０】
オキシドレダクターゼとして公知の酵素のファミリー内において、カタラーゼは過酸化水素：過酸化水素レダクターゼとして定義され、Ｈ_２Ｏ_２をＨ_２Ｏに還元し、且つＯ_２に酸化することを意味し、以下の式：
（１）Ｈ_２Ｏ_２＋カタラーゼ→２Ｈ_２Ｏ＋Ｏ_２＋カタラーゼ
に従う。この反応に関して、カタラーゼの国際ユニット（ＩＵ）は２５℃及びｐＨ７．０において１分あたり過酸化水素１マイクロモルの分解を起こさせる酵素の量として定義される。他の主要なクラスのオキシドレダクターゼはパーオキシダーゼであり、ときどきカタラーゼと混同される。パーオキシダーゼはドナー：過酸化水素オキシドレダクターゼ、即ちドナー基質を酸化して、Ｈ_２Ｏ_２をＨ_２Ｏに還元し、以下の式：
（２）２Ｈ_２Ｏ_２＋ドナー基質＋パーオキシダーゼ→２Ｈ_２Ｏ＋酸化されたドナー基質＋パーオキシダーゼ
に従う。
【００２１】
パーオキシダーゼ活性のユニットは、２５℃及びｐＨ７．０において１分あたり過酸化物１マイクロモルの変換を触媒する酵素の量として定義される（ドナー／基質としてグアイコール（Ｇｕａｉｃｏｌ））。即ち、カタラーゼとパーオキシダーゼの鍵となる違いは、２つが接触するときは必ずカタラーゼは自発的に作用して過酸化水素を中和するのに対して、パーオキシダーゼは必要なドナー基質の不在下では過酸化水素に作用しない。パーオキシダーゼは、次に、正常にこの発明の目的にかなわないはずであるが、例えばパーオキシダーゼがランドリーの洗浄工程において衣類の染料と接触する場合のように、ドナー又は「活性化因子」が同時に且つ密接に存在しないのなら、パーオキシダーゼが酵素又は活性成分を過酸化物から防御しないはずだからである。過酸化物感受性酵素又は活性成分は、衣類や染料が存在しない場合に、洗浄剤ボックス中でのその長期間の保存の間に保護されることを必要とする。
【００２２】
実験的な試験を通して、粒子のグラムあたり約５０００Ｕより低いカタラーゼレベルが、通常の製剤化及び保存の条件下で過酸化漂白剤の作用に対して優位に安定な利益を提供するのに十分であることを発見した。本発明の一つの態様において、カタラーゼは粒子のｇあたり、約５，０００Ｕ未満、一般には約１０−３５０Ｕの間、そして特に好ましくは粒子のｇあたり約２０Ｕを超える濃度にて存在する。Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ細菌由来のカタラーゼを利用する一つの好ましい態様において、カタラーゼの好ましい濃度は粒子のｇあたり１０Ｕから粒子のｇあたり約２００Ｕ，より好ましくは粒子のｇあたり約１５Ｕから１５０Ｕ、そしてもっとも好ましくは粒子のｇあたり約２０Ｕから１００Ｕである。
【００２３】
本発明を実施するために、如何なる適当なカタラーゼも利用可能である。上記のとおり、これらの偏在する酵素は様々な動物組織、植物及び微生物から精製された（Ｃｈａｎｃｅ ａｎｄ Ｍａｅｈｌｙ １９５５ Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｅｎｚｙｍｏｌ．２：７６４−７９１；Ｊｏｎｅｓ ａｎｄ Ｗｉｌｓｏｎ １９７８ ｉｎ Ｈ．Ｓｉｇｅｌ（編纂）、Ｍｅｔａｌ Ｉｏｎｓ ｉｎ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｖｏｌ．７，Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ Ｉｎｃ．，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）。一つの態様において、カタラーゼは真菌、例えばＡ．ｎｉｇｅｒ（例えば、米国特許第５，３６０，７３２号を参照）又は動物、例えばウシ（例えばウシ胎児カタラーゼ）に由来するか又は得る；別の態様において、カタラーゼは非天然（例えば、操作された）カタラーゼである；また別の態様において、カタラーゼは細菌のＭｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ株に由来するか又は得られる；そして別の態様において、カタラーゼは防御される過酸化物感受性成分と異なる微生物に由来する。
【００２４】
本発明は、発明の顆粒を含む洗浄用組成物にも関する。カタラーゼ及びヒドロラーゼ酵素は、顆粒のコアを形成してよく、又はコア粒子上にコートされてよい。本発明の洗浄組成物中での使用に適したコア粒子は、高度に水和可能な物質、例えば水中で容易に分散可能か又は溶解可能な物質であることが好ましい。粘土（ベントナイト、カオリン）、ノンパレイユ（ｎｏｎｐａｌｅｉｌｓ）及び凝集したポテトスターチは分散可能と考えられる。ノンパレイユを使用してよく、糖、例えば蔗糖、及び粉末、例えばコーンスターチの混合により作成するのが典型的である。別の種晶（ｓｅｅｄ ｃｒｙｓｔａｌ）物質は、塩化ナトリウム及び他の無機塩を含む。
【００２５】
無機塩及び／又は糖及び／又は小有機分子からなる粒子を、本発明のコアとして使用してもよい。コアへの取り込みのための適当な水溶性成分は、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、蔗糖、乳糖等を含む。水溶性成分は水分散性成分と混合することができる。コアは様々な顆粒化技術により製作することができ、結晶化、沈殿、パンコーティング、液体ベッドコーティング、回転噴霧（ｒｏｔａｒｙ ａｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ）、押し出し、球体化（ｓｐｈｅｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）及び高剪断凝塊形成（ｈｉｇｈ−ｓｈｅａｒ ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ）を含む。
【００２６】
本発明のコアは、以下の一つ又はそれより多くをさらに含んでよい：充填剤、熱可塑性又は繊維状物質。本発明のコアにおいて有用な適切な充填剤は、巨大なものを加えるために使用されるか、又は完成した顆粒において意図される酵素活性を調整するために使用される不活性物質を含む。そのような充填剤の例は、限定ではないが、水溶性薬品、例えば尿素、塩、糖及び水分散性薬品、例えば、粘土、珪酸塩、カルボキシメチルセルロース又はスターチを含む。
【００２７】
本発明のコアにおいて有用な適切な可塑剤は不揮発性の溶剤、典型的には低分子量の有機化合物である。限定ではないが、例は、ポリオール（ポリヒドリックアルコール）、例えば、多数のヒドロキシルラジカル基を有するアルコール、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又はポリエチレングリコール）、極性低分子量有機化合物、例えば尿素、又は他の公知の可塑剤、例えばジブチル又はジメチルフタレート、又は水を含む。
【００２８】
本発明のコアに有用な適切な繊維状物質は：セルロース、グラスファイバー、ラバーファイバー、アズロン（コーン、ピーナッツ及びミルクにおいて天然に生じる蛋白質から製造された）及び合成ポリマーファイバーを含む。合成物は、レーヨン．ＲＴＭ．，ナイロン．ＲＴＭ．，アクリル繊維（ａｃｒｙｌｉｃ）、ポリエステル、オレフィン、サラン．ＲＴＭ．，サンデックス．ＲＴＭ．及びビナルＲＴＭ．を含む。
【００２９】
本発明の顆粒の態様において、コアは、水溶性又は分散性のノンパレイユ又は糖結晶であって、単独でか又は抗凝塊形成薬品、例えば二酸化チタン、タルク、又は可塑剤、例えば蔗糖又はポリオールとの組み合わせのいずれかでＰＶＡによりコートされてよい。ＰＶＡは、部分加水分解されたＰＶＡ、中程度に加水分解されたＰＶＡ、完全に加水分解されたＰＢＳ、又はそれらの混合物であってよく、低度から高度の粘土を有する。好ましくは、コアは、部分加水分解されたＰＶＡによりコートされて、単独でか又は当業界公知の蔗糖又はそのような他の可塑剤と組み合わされる。部分加水分解されたＰＶＡが好ましいのは、完全に加水分解されたＰＶＡよりも顆粒の溶解に際して少ない量の残基しかもたらさないからである。
【００３０】
如何なる酵素又は酵素の組み合わせも本発明において使用してよい。好ましい酵素は、基質、例えば染料を加水分解できる酵素を含む。これらの酵素はヒドロラーゼとして知られており、限定ではないが、プロテアーゼ類（細菌、真菌、酸、中性又はアルカリ性）、アミラーゼ類（アルファ又はベータ）、リパーゼ類、セルラーゼ類、及びそれらの混合物を含む。特に好ましい酵素は、ズブチリシンとセルラーゼである。もっとも好ましいのはズブチリシン、例えば、引用により本明細書に編入される米国特許第４，７６０，０２５号及び第５，１８５，２５８号に記載されたもの、及びＴｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ ｒｅｅｓｅｉから単離されたセルラーゼ又はセルラーゼ成分、例えばセルラーゼ１２３．ＴＭ．及びＭｕｌｔｉｆｅｃｔ．ＴＭ．Ｌ１２５０、ジェネンコアインターナショナルから市販、又はそれらの混合物又は引用により本明細書に編入される共通の所有の米国出願連続番号０７／７７０，０４９に記載されたものである。本発明の酵素の層は、酵素それ自体及び加えられたカタラーゼに加えて、ビニルポリマー及び好ましくはＰＶＡを含んでよい。
【００３１】
酵素の層は、可塑剤及び抗凝塊形成薬品をさらに含んでもよい。本発明において有用な適切な可塑剤はポリオール、例えば糖、糖アルコール又はポリエチレングリコール（ＰＥＧｓ）、尿素又は他の公知の可塑剤、例えばジブチル又はジメチルフタレート又は水を含む。適切な抗凝塊形成薬品は、透明の不溶性物質、例えばタルク、ＴｉＯ_２、粘土及びアモルファスシリカを含む。
【００３２】
本発明の顆粒は一つ又はそれより多い好ましくはコーティング層を含んでよい。例えば、そのようなコーティング層は一つ又はそれより多い中間コーティング層であってよく、あるいはそのようなコーティング層は一つ又はそれより多い外部コーティング層、又はそれらの組み合わせであってよい。外部コーティング層は、ビニルポリマー又はコポリマー、好ましくはＰＶＡ、及び任意に低残基色素又は他の賦形剤、例えば潤滑剤を含んでよい。そのような賦形剤は当業者に知られている。さらに、コーティング剤は同じか又は異なるカテゴリーの他の活性薬品と混合して使用してよい。有用かもしれない他のビニルポリマーは、ポリビニル作佐野予備ポリビニルピロリドンを含む。有用なコポリマーは、例えばＰＶＡ−メチルメタクリレートコポリマーを含む。
【００３３】
本発明のコーティング層は、さらに一つ又はそれより多い以下のものを含んでよい：可塑剤、色素、潤滑剤、例えば界面活性剤又は静電気防止剤及び任意に追加の酵素。本発明のコーティング層において有用な適切な可塑剤は、例えばポリオール、例えば糖、例えば１０００未満の分子量を有する糖アルコール又はポリエチレングリコール（ＰＥＧｓ）、尿素又は他の公知の可塑剤、例えばジブチル又はジメチルフタレート又は水を含む可塑剤である。本発明のコーティング層において有用な適切な色素は、限定ではないが、微細に分かれた漂白剤、例えば二酸化チタン又は炭酸カルシウム、又は発色した色付き色素、又はそれの組み合わせを含む。好ましくは、そのような色素は溶解に際して低残基色素である。
【００３４】
適切な潤滑剤は、限定ではないが、界面活性剤（イオン性、非イオン性又はアニオン性）、脂肪酸、静電気防止剤及び防塵剤、及びシェルインターナショナル石油会社からのＮｅｏｄｏｌ．ＲＴＭプロダクトラインを含む。他の適切な潤滑剤は、限定ではないが、静電気防止剤、例えばＳｔａｔｉｃＧｕａｒｄ．ＴＭ．，Ｄｏｗｎｅｙ．ＴＭ．，Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ１００又は１２０等、防塵剤、例えばＴｅｆｌｏｎ．ＴＭ．等、及び当業者には知られた他の潤滑剤を含む。
【００３５】
補助成分を本発明の酵素顆粒に加えてよい。補助成分は、金属塩、溶解剤、活性化因子、抗酸化剤、染料、阻害剤、結合剤、香料、酵素保護剤及び／又はスキャベンジャー、例えば、硫酸アンモニウム、クエン酸アンモニウム、塩酸グアニジン、炭酸グアニジン、硫酸グアニジン、二酸化チオ尿素、モネチアノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、アミノ酸、例えばグリシン、グルタミン酸ナトリウム等、蛋白質、例えばウシ血清アルブミン、カゼイン等、界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤を含み、及び長鎖脂肪酸塩、結合剤アルカリ性又は無機電解質、漂白剤、青み剤及び蛍光染料、及びケーキング阻害剤を含んでよい。これらの界面活性剤はすべて共通の所有のＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ番号９２／００３８４に記載されており、引用により本明細書に編入される。
【００３６】
本明細書に記載される顆粒は、酵素顆粒の業界の当業者に知られた方法により作成してよく、流動化ベッドスプレーコーティング、パンコーティング及び出発のコア物質の上部に連続する層を付加することにより顆粒を構築するための他の技術を含む。
【００３７】
本発明の技術は、幾多もの顆粒製剤化に容易に適合可能であり、例えばとりわけＥｎｚｏｇｕａｒｄ（登録商標）（米国特許第５３２４６４９号を参照；ジェネンコアインターナショナル社、ロチェスター、ＮＹ）又はＳａｖｉｎａｓｅ（登録商標）顆粒（ノボノルディスク、デンマーク）である。本明細書における教示を取り込み得る他の例示の顆粒製剤は、米国４６８９２９７、米国５８１４５０１、ＷＯ９７１２９５８，米国４１０６９９１、ＷＯ９９／３２６１３、ＰＣＴ出願番号米国００／２７８８８及び「Ｅｎｚｙｍｅ Ｉｎ Ｄｅｔｅｒｇｅｎｃｙ」編纂、Ｊａｎ Ｈ．ｖａｎ Ｅｅ，ｅｔ ａｌ．，Ｃｈｐｔ．１５，ｐｇｓ．３１０−３１２（Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ，Ｉｎｃ．，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，ＮＹ（１９９７））に開示されたものを含み、それら全ては引用により本明細書に特別に編入される。
【００３８】
好ましい態様において、カタラーゼは過酸化物感受性成分と密接に関連する；例えば、カタラーゼの発酵ブロスは感受性成分の発酵ブロス又は他の液体製剤と共に混合されるか又はブレンドされ得るか、又はそれは感受性成分に直接に隣接させて配置させ得る（例えば、感受性成分上に重層する）。本発明は、そのような配置には、しかし、限定されず、本明細書に記載された利益を可能にさせる顆粒内でのあらゆる配置にてのカタラーゼの取り込みを意図する。
【００３９】
実施例
以下の実施例は代表であって限定することを意図しない。
実施例１−カタラーゼ含有プロテアーゼ顆粒（１００Ｕ／カタラーゼのｇ）。
【００４０】
液体ベッドスプレープロセスを用いて製造された、顆粒のバッチのための例示の製剤を表１にて以下に示す。この実施例の最初のスプレーは、液体ベッドチェンバー内へ荷電された５３９．０グラムの蔗糖結晶に適用して、その中に懸濁した。使用された酵素はＰｕｒａｆｅｃｔ（登録商標）（ジェネンコアインターナショナル社）であった。「スプレー１」は流動化可能な粒子上に形成された酵素マトリックスを示し、「スプレー２」はバリアーマトリックスを示し、そして「スプレー３」は透明ポリマーのフィルムコーティングを示す。使用したカタラーゼはＡｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ由来であり、そして発酵ブロスはＰｕｒａｆｅｃｔ蛋白質分解酵素の発酵ブロスと混合した。結果の混合物を次にスプレー１の蔗糖及びスターチ成分と共にブレンドした。液体ベッドプロセスの正確な詳細は、実質上、本明細書に編入されるＷＯ９９／３２６１３の実施例２に記載されたとおりであった。カタラーゼの包含を除いて、顆粒は、通常、本明細書に編入されるＰＣＴ出願番号米国００／２７８８８に記載されたような物である。
【００４１】
【表１】

【００４２】
実施例２−加速された安定性の研究
ＷＯ９９／３２６１３（本明細書に編入される）において議論されたとおり、加速された安定性試験（ＡＳＴ）は、顆粒製剤の開発とスクリーニングを補助するようにデザインされ、相対的な顆粒安定性を決定する加速手段を提供する。ＡＳＴの条件は、通常、酵素顆粒よりもはるかに厳しいか、又は洗浄剤は現実の貯蔵又は輸送に遭遇するはずである。ＡＳＴは製剤間の相異を識別するようにデザインされた「ストレス試験」であり、他の点では数週又は数カ月ははっきりと分からない。
【００４３】
この加速された安定性研究は、１２から１４重量％の過酸化漂白剤（過硼酸ナトリウム４水和物）を含む洗浄剤ベース１グラムと混合された３０ｍｇのプロテアーゼ顆粒を用いて実施した。次に、サンプルを特定の日数の間高湿及び高温に暴露して室温における保存の延長を模擬実験した。
【００４４】
図１において、モデルプロテアーゼ顆粒の酵素層への、相対的に少量、この場合は約１００Ｕ／ｇのカタラーゼを添加する効果を２つの異なる加速保存安定性条件において示す。プロテアーゼ顆粒へのカタラーゼの添加は、添加されたカタラーゼなしのプロテアーゼ顆粒に比較して、両方の加速条件下でその加速された保存安定性を大きく増強させたことが明らかに観察できる。
実施例３−保存安定性に対するプロテアーゼ顆粒中のカタラーゼ用量レベルの効果
図２のデータから確認できるとおり、カタラーゼの用量をプロテアーゼ顆粒中で０から約２００Ｕ／ｇに増加させるにつれ、保存安定性が単調に約９５％の値まで増加する。約２００Ｕ／ｇカタラーゼのレベルを超えると、プロテアーゼ顆粒は保存安定性において更なる改善を示さない。図２Ａは、０から５０Ｕ／ｇのカタラーゼ用量を用いた保存安定性に対する効果を示す。満足の行く安定性パーセンテージである約８０％は、約１０Ｕ／ｇカタラーゼほどで到達する。
【００４５】
図２及び２Ａは、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ由来の添加されたカタラーゼの使用を示す。図２Ｂは、Ｍｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ細菌由来のカタラーゼを利用したカタラーゼ用量効果を示す。カタラーゼを酵素ベースの顆粒に添加して、保存安定性を５日後に測定した。図２Ｂ中のデータは、保存安定性が、約６０ＢＵ／加えたカタラーゼのｇにて、約７５％の値まで単調に増加することを示す。安定性は３１０ＢＵ／ｇにて９５％であり、そしてその後は約８００ＢＵ／ｇまでカタラーゼを追加しても、安定性は約９５％と８８％の間にとどまった。このデータは、添加されたカタラーゼの粒子のｇあたりたった約１０Ｕが、保護される蛋白質分解酵素に対するいくらかの保護効果を提供することを示すことにより、図２及び２Ａを支持する。
実施例４−内因性カタラーゼ試験
ズブチリシン又はプロテアーゼを有する市販の洗浄剤化合物（Ｐｕｒａｆｅｃｔ，ジェネンコアインターナショナル社；Ｓａｖｉｎａ−ｚｅ，ノボザイム；及びＰｒｏｐｅｒａｓｅ，ジェネンコアインターナショナル社）をｐＨ７．０及びｐＨ５．８において分析することにより、意図的に（ｄｅｌｉｖｅｒａｔｅｌｙ）添加されたカタラーゼと反対に、それらが如何なる内因性カタラーゼを含むかを測定した。Ｐｒｏｐｅｒａｓｅの２つのロット番号及び２つの異なるＰｒｏｐｅｒａｓｅ製剤も上記のとおりにベイカーカタラーゼアッセイを用いて、過酸化水素によるカタラーゼの同時の不活性化及びカタラーゼによる過酸化水素の分解に基づいて、試験した。残余の過酸化水素は２５℃におけるカタラーゼとの６０分間のインキュベーション後に反応混合物中で分析した。１ベイカーユニットは上記アッセイ条件下で２６４ｍｇの過酸化水素を分解するカタラーゼの量として定義される。工業界において、シグマユニットを使用してもよく、１ベイカーユニットはおよそ４０シグマユニットに等しい。
【００４６】
上記アッセイにおいて使用した溶液は、０．２Ｍリン酸ナトリウムバッファー、緩衝された基質溶液（４５０ｍｌの脱イオン水を５００ｍｌの０．２Ｍリン酸ナトリウムバッファーと４４−４６ｍｌの３０％過酸化水素と混合した）、４０％（ｗ／ｖ）ヨウ化カリウム溶液、及び１％（ｗ／ｖ）のモリブデン酸アンモニウム溶液を含んだ。
【００４７】
ベイカーアッセイは緩衝化基質中の過酸化水素の初期濃度を最初に試験することにより実施した。緩衝化基質及び４０％ヨウ化カリウムを硫酸に加えた。モリブデン酸アンモニウムを、０．２５Ｍチオ硫酸により滴定した混合物に加えることにより、１４−１６ｍｌの滴定容量が得られたことを確実にした。上記酵素アッセイ中のカタラーゼは以下の手法を用いて試験した。
１．緩衝された基質の５０ｍｌアリコートを、かるくストッパーを閉めた試験管又はフラスコに分配して、２５℃において１５分間プレインキュベートする；
２．２００ｍｌのカタラーゼ溶液を加える（０．２Ｍリン酸バッファーに希釈して５−９ベイカーユニット／ｍｌにする）；
３．徹底的に混合して、２５℃において６０分間インキュベートする。時々振って、酸素を反応混合物から遊離させる；
４．インキュベーションの終わりに、全ての酸素が除去されるまで反応混合物を振る；
５．反応混合物４．０ｍｌを硫酸にピペットで移し、そして５ｍｌの４０％ヨウ化カリウム溶液を加える；
６．モリブデン酸アンモニウムを２滴加え、そして０．２５Ｍチオ硫酸により滴定する。
【００４８】
遊離のヨウ素の発色が消えたとき、滴定の終点に到達する。
カタラーゼ活性（Ｕ／ｍｌ）＝（Ｂ−Ｓ）ｘＤＦ
式中、Ｂは基質ブランクの滴定容量であり（平均３）（ｍｌ）
Ｓはサンプルの滴定容量（ｍｌ）であり
ＤＦはサンプルの希釈率である。
【００４９】
結果を以下の表ＩＩに示す。
【００５０】
【表２】

【００５１】
表ＩＩの結果は＋／−２Ｕ／ｇまで正確であり、もしも市販の製剤中に存在しても内因性のカタラーゼは７Ｕ／ｇ未満のレベルであることを示唆する。そのようなレベルは受容可能な安定なレベルを提供せず、図２Ａに示されるとおり、ほぼ約１０Ｕ／カタラーゼのｇのレベルが約８０％安定性を提供するのに必要であることを示す。結果は、さらに、内因性カタラーゼが市販の洗浄剤中に存在するなら、量が矛盾し、そして過酸化水素による脱活性化から活性酵素成分を保護する為には信頼できないことを示す。
実施例５−顆粒中のカタラーゼの位置の効果
図３のデータは、カタラーゼに関して好ましい位置がプロテアーゼ酵素により均一に分散されないことを示す。カタラーゼが酵素層の外部の部分において濃縮しているか又は全体で別の層に植え込まれているなら、酸化に関する保存安定性のわずかな低下が観察される。好ましい位置は保護される酵素に密接に接してカタラーゼを配置させる。密接な接触は、酵素を共に混合すること、例えば発酵ブロスをブレンドすることにより達成される。
実施例６−添加されたカタラーゼの過硼酸活性に対する効果
カタラーゼの存在が過硼酸ナトリウム又は過炭酸ナトリウム漂白成分に対して逆に影響するか否かを測定するために、カタラーゼを含有する顆粒を試験した。上で論じられたとおり、汚れた衣類の中のカタラーゼは過酸化物を消費して漂白効果を低下させることが知られている。漂白成分の量は、利用可能な活性酸素の量を測定することにより測定される。水中に溶解したら、以下の反応において示されるとおり、過硼酸及び過炭酸はメタ硼酸、過酸化水素及び水に溶解する。
【００５２】
（ＮａＢＯ_２Ｈ_２Ｏ_２）_２・ｘＨ_２Ｏ→２ＮａＢＯ_２＋２Ｈ_２Ｏ＋ｘＨ_２Ｏ
過酸化水素の量は過マンガン酸カリウムを用いて以下のとおりに滴定される。
５Ｈ_２Ｏ_２＋２ＫＭｎＯ_４＋３Ｈ_２ＳＯ_４→２ＭｎＳＯ_４＋Ｋ_２ＳＯ_４＋８Ｈ_２Ｏ
活性酸素のパーセントは以下の式を用いて計算される。
【００５３】
％活性酸素＝｛（Ｖ−Ｂ）・Ｎ・Ａｘ０．００８／Ｗ｝・１００
式中、
Ｖ＝サンプルの滴定に必要なＫＭｎＯ_４溶液のミリリットル
Ｂ＝ブランクの滴定に必要なＫＭｎＯ_４溶液のミリリットル
Ｎ＝ＫＭｎＯ_４溶液の規定度
Ａ＝アリコート率
Ｗ＝使用したサンプルのグラム。
【００５４】
所望であれば、サンプル中の過酸化物生成化合物の特定の形態に関する適切な変換率を活性酸素に掛けることにより存在する過酸化物生成化合物のパーセントを測定するために、上記の測定された活性酸素の量を変換してよい。
【００５５】
図５Ａ及び５Ｂにおいて例示される洗浄性能試験に示すとおり、活性酸素レベルは、６サンプルに関して２５℃において、及び３サンプルに関して４０℃において測定した。
【００５６】
室温において試験されたサンプルは、慣用のＰｒｏｐｅｒａｓｅ ４０００Ｄ粒子（表ＩＩによれば、内因性カタラーゼ活性のｇ±２ｇあたり２．５９から５．１８Ｕの間を含むと予測される）、添加されたカタラーゼのｇあたり５０ＵにてＰｕｒａｆｅｃｔ ４０００Ｄ顆粒を含む洗浄剤、添加されたカタラーゼのｇあたり１００ＵにてＰｕｒａｆｅｃｔ ４０００Ｄ顆粒を含む洗浄剤、洗浄剤及びカタラーゼ含有染料を含む織物ノサンプル、及び活性酸素対照サンプル（酵素を含まない市販の漂白剤含有洗浄剤）を含んだ。
【００５７】
４０℃において試験されたサンプルは、添加されたカタラーゼのｇあたり５０ＵにてＰｕｒａｆｅｃｔ ４０００Ｄ顆粒を含む洗浄剤、慣用のＰｒｏｐｅｒａｓｅ ４０００Ｄ粒子（表ＩＩによれば、０．００から０．０２内因性カタラーゼ含むと予測される）、及び活性酸素対照サンプル（酵素を含まない市販の漂白剤含有洗浄剤）であった。
【００５８】
図４Ａ及び４Ｂに示すデータは、少なくとも１００Ｕ／ｇまでの添加されたカタラーゼを含む顆粒が、洗浄剤／染色された織物サンプル及び慣用の酵素染色サンプルに比較して約２０分後の活性酸素レベルを顕著に低下させなかったことを示す。活性酸素の低下の量は、洗浄剤の漂白能力を顕著に干渉せず、そして何れにおいても、酵素を含まない洗浄剤／漂白剤対照は、活性酸素がカタラーゼを含もうと含まずとも何れにおいてもわずかに低下したことを示す。活性酸素レベルも熱及び高い相対湿度の存在下でさらに低下した（８０％の相対湿度付近）。洗浄剤／染色された織物は、過酸化水素を迅速に消費する染料においてカタラーゼにより活性酸素の最大の低下を示した。添加されたカタラーゼを有する２つの酵素に基づいた洗浄剤サンプルは、１０分付近において、添加されたカタラーゼを含まない酵素含有洗浄剤よりもほんのわずかに低い活性酸素をもたらしただけであり、添加されたカタラーゼを含む製剤は顆粒の蛋白質分解酵素成分の保護の利益を有した。結果は、顕著な量のカタラーゼを添加できることを示し、この場合には、少なくとも約１００Ｕ／ｇまでであり、正常な洗浄サイクルの期間に洗浄剤の漂白能力に重大な影響を及ぼさなかった。
【００５９】
上記の記載及び実施例の様々な他の例及び修飾は、発明の精神及び範囲から逸脱することなく開示を読んだ当業者に明らかであり、そしてそのような例又は修飾が特許請求の範囲内に含まれることを意図する。本明細書中に引用された全ての刊行物及び特許はそれらの全体を引用により編入する。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、加速された保存をカタラーゼが増加させることを示すグラフである。
【図２】
図２は、加えられたカタラーゼの量に関しての、そのような洗浄剤中の保存安定性の作用を示すグラフである。
図２Ａは、０−５０Ｕ／ｇの加えられたカタラーゼの範囲に関しての、そのような洗浄剤中の保存安定性の作用を示すグラフである。
図２Ｂは、０から約８００Ｕ／ｇの加えられたＭｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ細菌由来のカタラーゼの範囲に関しての、そのような洗浄剤中の保存安定性の作用を示すグラフである。
【図３】
図３は、加えられたカタラーゼの粒子内の位置に関しての、そのような洗浄剤中の保存安定性に対する効果を示すグラフである。
【図４】
図４Ａは、加えられた酵素を伴うか又は伴わない酵素顆粒を有し、且つ漂白剤を有する粉末洗浄剤の室温において測定された活性酸素レベルを示すグラフである。
図４Ｂは、加えられた酵素を伴うか又は伴わない酵素顆粒を有し、且つ漂白剤を有する粉末洗浄剤の４０℃において測定された活性酸素レベルを示すグラフである。

Claims (27)

1. 過酸化物感受性成分及び過酸化水素：過酸化水素レダクターゼ（ｈｙｄｒｏｇｅｎ−ｐｅｒｏｘｉｄｅ：ｈｙｄｒｏｇｅｎ−ｐｅｒｏｘｉｄｅ−ｒｅｄｕｃｔａｓｅ）を含む粒子。
2. 過酸化物感受性成分が、プロテアーゼ、アミラーゼ、セルラーゼ及びリパーゼからなる群から選択される酵素である、請求項１記載の顆粒。
3. 過酸化物感受性成分がペプチドである、請求項１記載の顆粒。
4. 過酸化物感受性成分が蛋白質である、請求項１記載の顆粒。
5. 過酸化物感受性成分が染料又は色素である、請求項１記載の顆粒。
6. 過酸化水素：過酸化水素レダクターゼが過酸化物感受性成分と混合される、請求項１記載の粒子。
7. 過酸化水素：過酸化水素レダクターゼが過酸化物感受性成分の上にコートされる、請求項１記載の粒子。
8. 過酸化水素：過酸化水素レダクターゼが約５，０００Ｕ／ｇ粒子より低い濃度にて存在する、請求項１記載の粒子。
9. 過酸化水素：過酸化水素レダクターゼが約２０Ｕ／ｇ粒子より低い濃度にて存在する、請求項１記載の粒子。
10. 過酸化水素：過酸化水素レダクターゼが約１０−３５０Ｕ／ｇ粒子より低い濃度にて存在する、請求項１記載の粒子。
11. 過酸化水素：過酸化水素レダクターゼが約１０−２００Ｕ／ｇ粒子より低い濃度にて存在する、請求項１記載の粒子。
12. 過酸化水素：過酸化水素レダクターゼが約１５−１５０Ｕ／ｇ粒子より低い濃度にて存在する、請求項１記載の粒子。
13. 過酸化水素：過酸化水素レダクターゼが約２０−１００Ｕ／ｇ粒子より低い濃度にて存在する、請求項１記載の粒子。
14. 過酸化水素：過酸化水素レダクターゼが約６０−１００Ｕ／ｇ粒子より低い濃度にて存在する、請求項１記載の粒子。
15. 過酸化水素：過酸化水素レダクターゼが天然に生じるカタラーゼである、請求項１記載の粒子。
16. 過酸化水素：過酸化水素レダクターゼが操作されたカタラーゼである、請求項１記載の粒子。
17. 過酸化水素：過酸化水素レダクターゼがＡｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ由来のカタラーゼである、請求項１記載の粒子。
18. 過酸化水素：過酸化水素レダクターゼがＭｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ朱の細菌由来のカタラーゼである、請求項１記載の粒子。
19. 請求項１記載の粒子を含む、過硼酸又は過炭酸のような過酸化漂白剤を伴う洗浄剤。
20. 顆粒の製造の間に、過酸化水素：過酸化水素レダクターゼを酵素に加える工程を含む、過酸化漂白剤を含む洗浄剤顆粒中で酵素を安定化させるための方法。
21. 過酸化水素：過酸化水素レダクターゼが酵素と共に混合されたカタラーゼである、請求項２０記載の方法。
22. 過酸化水素：過酸化水素レダクターゼが酵素を取り巻くように添加される、請求項２０記載の方法。
23. 顆粒のグラムあたり約１０−２００Ｕの過酸化水素：過酸化水素レダクターゼを加える、請求項２０記載の方法。
24. 顆粒のグラムあたり約１５−１５０Ｕの過酸化水素：過酸化水素レダクターゼを加える、請求項２０記載の方法。
25. 顆粒のグラムあたり約２０−１００Ｕの過酸化水素：過酸化水素レダクターゼを加える、請求項２０記載の方法。
26. 顆粒のグラムあたり約６０−１００Ｕの過酸化水素：過酸化水素レダクターゼを加える、請求項２０記載の方法。
27. 顆粒のグラムあたり約２０Ｕの過酸化水素：過酸化水素レダクターゼを加える、請求項２０記載の方法。

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