生產脫蛋白天然橡膠膠乳的方法
2023-08-12 18:23:06 1
專利名稱：生產脫蛋白天然橡膠膠乳的方法
技術領域：
本發明涉及生產基本不含引發過敏的蛋白質的脫蛋白天然橡膠膠乳的方法。
背景技術：
天然橡膠具有例如伸長率大、彈性高、膜強度好的性質。因此，天然橡膠已廣泛用於例如手套的家用品、例如醫用手套或各類導管的醫療用品、保育用品、避孕用具以及其他應用領域。然而，已有報導使用由天然橡膠製成的例如醫用手套或導管的醫療用品可能引起例如呼吸困難或過敏性症狀(例如血管性水腫、麻疹或發紺)的即時型(I型)過敏。據推測這種即時型過敏由天然橡膠中包含的抗原性蛋白質引發。因此，近年來人們試圖從天然橡膠中充分移出蛋白質。
從天然橡膠中移出蛋白質的方法例子有使用包含蛋白酶和非離子型表面活性劑的、用於天然橡膠膠乳的脫蛋白劑處理天然橡膠膠乳的方法(公開在日本專利公開(Kokai)No.8-253506A(1996)中)。
但是，如上述傳統技術中使用蛋白酶的方法在酶與膠乳之間的相容性方面存在問題。而且，酶反應過程在間歇系統中進行，這通常需要長的時間(例如數小時至數周)。此外，酶反應需要在嚴格溫控和攪拌條件下進行。這不利地帶來了各種成本，例如設備費、維護費和操作費(例如電費和公用工程費用)。因此，不可能在工業水平上利用酶通過間歇反應而低成本地大量生產受關注的脫蛋白天然橡膠膠乳。
(專利文件1)日本專利公開(Kokai)No.8-253506A(1996)發明內容本發明的目的是提供一種在工業水平上低成本地大量生產基本不含引發過敏的蛋白質和肽的脫蛋白天然橡膠膠乳的方法。
為達到上述目的，本發明人已進行了集中研究。結果，他們發現能夠以下面方式達到此目的。即，在包括使用離心機的過程之前，在生天然橡膠膠乳中加入蛋白質變性劑水溶液和表面活性劑水溶液，並在蛋白質變性的同時輸送和轉移所得的混合溶液。由此完成了本發明。
更具體地，本發明包括(1)天然橡膠膠乳脫除蛋白質的方法，包括這些步驟在生天然橡膠膠乳中加入用於蛋白質的尿素變性劑和表面活性劑；在攪拌與混合的同時，輸送混合物通過流體通道，以使生天然橡膠膠乳中的蛋白質變性；以及分離並移出由前一步驟得到的變性蛋白質。
(2)根據(1)的方法，其中所述用於蛋白質的尿素變性劑以0.01wt％-1wt％的水溶液形式使用。
(3)根據(1)或(2)的方法，其中所述表面活性劑以0.1wt％-10wt％的水溶液形式使用。
(4)根據(1)至(3)中任一項的方法，其中所述變性蛋白質通過離心而分離並移出。
(5)根據(4)的方法，其中所述離心在500G或更高下進行。
這裡使用的「在攪拌與混合的同時，輸送混合物(即變性劑、表面活性劑和生天然橡膠膠乳)通過流體通道，以使生天然橡膠膠乳中的蛋白質變性」指連續式方法(連續式處理)。此方法不同於其中變性步驟以間歇方式重複進行的間歇式方法。
本發明提供了一種在工業水平上高效並低成本地生產天然橡膠膠乳的方法，該天然橡膠膠乳基本不含引發過敏的蛋白質和肽，並且高度脫蛋白。在根據本發明的脫蛋白方法中，蛋白質在被輸送通過流體通道(例如管道或連續混合器)的同時變性，而不是在間歇系統中蛋白酶處理時使蛋白質變性。因此，可以顯著縮短脫蛋白所需的時間，並且可以在短時間內高效地生產脫蛋白天然橡膠膠乳。
以下對本發明進行詳細描述。
在本發明中，由天然橡膠樹或其加工產品得到的膠乳可以用作生天然橡膠膠乳。可以使用的例子包括新鮮野生膠乳(新鮮膠乳)和可商購的氨化膠乳(高氨膠乳)。由於剛從橡膠樹抽取的天然橡膠結合的蛋白質少，因此優選在從橡膠樹抽取後3個月、優選7天、特別優選3天內使用天然橡膠膠乳(天然橡膠所結合的蛋白質的量隨抽取後時間變長而增加)。而且，優選凝膠含量為40％或更低、優選10％或更低的膠乳。
本發明中所用的用於蛋白質的原素變性劑的例子包括通式(I)表示的原素衍生物或尿素的復鹽RNHCONH2(I)(其中R表示氫原子或具有1至5個碳原子的烷基)。通式(I)表示的尿素衍生物例子包括尿素、甲脲、乙脲、正丙脲、異丙脲、正丁脲、異丁脲和正戊脲。尿素、甲脲和乙脲是優選的。通式(I)表示的尿素復鹽的具體例子包括HNO3·CO(NH2)2、H3PO4·CO(NH2)2、H2C2O4·2CO(NH2)2、Ca(NO3)2·4CO(NH2)2、CaSO4·4CO(NH2)2、Mg(NO3)2·CO(NH2)2·2H2O和CaSO4·(5或6)CO(NH2)2·2H2O。在本發明中，上述蛋白質變性劑的任何一種可以單獨使用，也可以其中兩種或更多種組合使用。
蛋白質變性劑的形式並無特別限制。例如，它可以是粉末或溶液，優選使用其水溶液。蛋白質變性劑在包含這種變性劑的水溶液中的濃度一般為0.01wt％-1wt％，優選0.01wt％-0.2wt％。
在根據本發明的方法中，除了上述尿素化合物以外，蛋白質變性劑可以與已知具有使蛋白質和肽變性作用的現有蛋白質變性劑組合使用，例如十二烷基硫酸鈉之類的表面活性劑、2-巰基乙醇或鹽酸胍之類的還原劑。或者，可以與例如Alkalase 2.0T或KAO-KP-3939的蛋白酶組合使用。
在根據本發明的方法中，優選地，表面活性劑與蛋白質變性劑一起存在於膠乳中，以穩定地使其中的蛋白質變性。
根據本發明，在生產脫蛋白天然橡膠膠乳時，可以使用任何傳統的陰離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑或陽離子型表面活性劑。優選表面活性劑的具體例子是在6-13的pH下、更優選在9-12的pH下呈現穩定表面活性的表面活性劑。
以下說明可以用在本發明中的表面活性劑。它們可以單獨使用或兩種或更多種組合使用。
(陰離子型表面活性劑)陰離子型表面活性劑的例子包括那些羧酸鹽、磺酸鹽、硫酸鹽和磷酸鹽形式的表面活性劑。羧酸鹽形式的陰離子型表面活性劑的例子包括具有6-30個碳原子的脂肪酸鹽、多價羧酸鹽、松香酸鹽、二聚酸鹽、聚合物酸鹽和妥爾油脂肪酸鹽。特別優選具有10-20個碳原子的羧酸鹽。當碳原子數小於6時，分散並乳化蛋白質和雜質的作用不夠。當碳原子數大於30時，在水中的溶解變得不大可能。
磺酸鹽形式的陰離子型表面活性劑的例子包括烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、萘磺酸鹽和二苯基醚磺酸鹽。
硫酸鹽形式的表面活性劑的例子包括烷基硫酸鹽、聚氧亞烷基烷基硫酸鹽、聚氧亞烷基烷基苯基醚硫酸鹽、三苯乙烯酚硫酸鹽和聚氧亞烷基二苯乙烯酚硫酸鹽。
磷酸鹽形式的陰離子型表面活性劑的例子包括烷基磷酸鹽和聚氧亞烷基磷酸鹽。這些化合物的鹽的例子包括金屬鹽(例如Na、K、Ca、Mg和Zn)、銨鹽和胺鹽(例如三乙醇胺鹽)。
(非離子型表面活性劑)非離子型表面活性劑的例子包括聚氧亞烷基醚、聚氧亞烷基酯、多元醇脂肪酸酯、糖脂肪酸酯和烷基聚糖苷。
聚氧亞烷基醚形式的非離子型表面活性劑的例子包括聚氧亞烷基烷基醚、聚氧亞烷基烷基苯基醚、聚氧亞烷基多元醇烷基醚、聚氧亞烷基苯乙烯酚醚、聚氧亞烷基二苯乙烯酚醚和聚氧亞烷基三苯乙烯酚醚。多元醇的例子是具有2-12個碳原子的多元醇。其具體例子包括丙二醇、甘油、山梨糖醇、蔗糖、季戊四醇和脫水山梨糖醇。
聚氧亞烷基酯形式的非離子型表面活性劑的例子是聚氧亞烷基脂肪酸酯。多元醇脂肪酸酯形式的非離子型表面活性劑的例子包括具有2-12個碳原子的多元醇的脂肪酸酯和多元醇的聚氧亞烷基脂肪酸酯。其具體例子包括山梨糖醇脂肪酸酯、脫水山梨糖醇脂肪酸酯、脂肪酸單甘油酯、脂肪酸二甘油酯和聚甘油脂肪酸酯。而且，也可以使用其聚環氧烷加合物，例如聚氧亞烷基脫水山梨糖醇脂肪酸酯或聚氧亞烷基甘油脂肪酸酯。
糖脂肪酸酯形式的非離子型表面活性劑的例子包括蔗糖、葡萄糖、麥芽糖、果糖和多糖的脂肪酸酯。也可以使用其聚環氧烷加合物。
烷基聚糖苷形式的非離子型表面活性劑的例子包括烷基葡萄糖苷、烷基聚葡萄糖苷、聚氧亞烷基烷基葡萄糖苷和聚氧亞烷基烷基聚葡萄糖苷。也可以使用其脂肪酸酯。另外，也可以使用其聚環氧烷加合物。這種非離子型表面活性劑中烷基的例子是具有4-30個碳原子的烷基。聚氧亞烷基的例子包含具有2-4個碳原子的亞烷基。其例子是具有約1-50加成摩爾的環氧乙烷的聚氧亞烷基。脂肪酸的例子包括具有4-30個碳原子的直鏈或帶支鏈以及飽和或不飽和的脂肪酸。
(陽離子型表面活性劑)陽離子型表面活性劑的例子包括烷基胺鹽、烷基胺衍生物及其季銨化合物和咪唑啉鎓鹽。
烷基胺鹽形式的陽離子型表面活性劑的例子包括伯胺鹽、仲胺鹽和叔胺鹽。烷基胺衍生物形式的陽離子型表面活性劑在其分子中包含至少1個酯基、醚基或醯胺基。其例子包括聚氧亞烷基(AO)烷基胺及其鹽、烷基酯胺(包括AO加合物)及其鹽、烷基醚胺(包括AO加合物)及其鹽、烷基醯胺基胺(包括AO加合物)及其鹽、烷基酯醯胺(包括AO加合物)及其鹽和烷基醚醯胺(包括AO加合物)及其鹽。
上述鹽的例子包括鹽酸鹽、磷酸鹽、乙酸鹽、烷基硫酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、脂肪酸鹽、有機酸鹽、烷基磷酸鹽、烷基醚羧酸鹽、烷基醯胺醚羧酸鹽、陰離子低聚物的鹽和陰離子聚合物的鹽。
在烷基胺衍生物形式的陽離子型表面活性劑中，乙酸鹽的具體例子包括乙酸椰子胺和乙酸硬脂醯胺。上述烷基胺鹽或烷基胺衍生物形式的陽離子型表面活性劑的烷基並無特別限制。這種烷基的例子一般為具有8-22個碳原子的直鏈或帶支鏈基團。
上述烷基胺鹽或烷基胺衍生物形式的陽離子型表面活性劑的季銨化合物的例子包括用例如氯代甲烷、溴代甲烷、二甲基硫酸或二乙基硫酸使烷基胺鹽或烷基胺衍生物季胺化而得到的那些。
其具體例子包括烷基三甲基滷化銨，例如月桂基三甲基滷化銨、鯨蠟基三甲基滷化銨和硬脂基三甲基滷化銨；二烷基二甲基滷化銨，例如二硬脂基二甲基滷化銨；三烷基甲基滷化銨；二烷基苄基甲基滷化銨；以及烷基苄基二甲基滷化銨。
咪唑啉鎓鹽形式的陽離子型表面活性劑的例子是2-十七碳烯基-羥乙基咪唑啉。在上面所列舉的表面活性劑中，那些在6.5-8.5的pH範圍內呈現穩定表面活性的表面活性劑包括例如非離子型表面活性劑，即聚氧亞乙基壬基苯基醚，以及陰離子型表面活性劑，即聚氧亞乙基烷基苯基醚硫酸鈉。
表面活性劑優選以水溶液形式使用。當以此形式使用表面活性劑時，水溶液中表面活性劑的濃度一般為0.1wt％-10wt％，優選0.2wt％-2wt％。
(其它添加劑)在根據本發明生產不含過敏原的天然橡膠膠乳的方法中，除上述成分外，可以根據需要混入其它添加劑。這種添加劑的一個例子是pH調節劑。其具體例子包括磷酸鹽，例如磷酸一鉀、磷酸二鉀和磷酸鈉；乙酸鹽，例如乙酸鉀和乙酸鈉；酸，例如硫酸、乙酸、鹽酸、硝酸、檸檬酸和琥珀酸或其鹽；氨、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉和碳酸氫鈉。
添加劑的另一例子是酶，其具體例子包括脂肪酶、酯酶、澱粉酶、漆酶和纖維素酶。添加劑的另一例子是分散劑，其具體例子包括苯乙烯-磺酸共聚物、萘磺酸-福馬林縮合物、木素磺酸、多環芳族磺酸共聚物、丙烯酸-馬來酸酐均聚物/共聚物、異丁烯-丙烯酸和異丁烯-馬來酸酐共聚物。
根據本發明的生產方法，在天然橡膠膠乳中加入用於蛋白質的尿素變性劑和表面活性劑，以使膠乳中的蛋白質和肽變性，並且分離並移出變性蛋白質以得到脫蛋白天然橡膠膠乳。
一般地，依照以下步驟生產天然橡膠膠乳(a)割開橡膠樹(割膠)；(b)抽取橡膠溶液(野生膠乳)；(c)將生天然橡膠膠乳儲存在池中(根據需要加入氨)；(d)通過間歇式處理使蛋白質降解或變性；
(e)通過離心、過濾或其它途徑移出雜質等；和(f)儲存在筒、罐等中。
在根據本發明的方法中，可以在分離和移出例如變性蛋白質的雜質之前的任何時間添加蛋白質變性劑和表面活性劑。例如，可以將蛋白質變性劑和表面活性劑添加至裝有生天然橡膠膠乳的罐中(即在步驟(c)中)。或者，可以在生天然橡膠膠乳流過管道中將其加入。優選地，在分離並移出變性蛋白質的工藝之前，以使得蛋白質變性劑和表面活性劑與流過管道的天然橡膠膠乳(0℃-60℃，優選20℃-30℃)一起流動的方式進入管道，而將蛋白質變性劑和表面活性劑(0-30℃，優選20℃-30℃)加入天然橡膠膠乳中(即步驟(c)與(e)之間)。在管道中流體作用下，加入的蛋白質變性劑和表面活性劑形成湍流。所述加入的蛋白質變性劑和表面活性劑與天然橡膠膠乳攪拌和混合，在輸送通過管道、設備等內的流體通道期間天然橡膠膠乳中的蛋白質同時發生變性。或者，對於連續處理，可以使用例如管式反應器的反應器或連續混合器來替代管道。在這種技術中，與傳統間歇處理的情況不同，在將天然橡膠膠乳輸送通過管道的流體通道、例如管式反應器的連續反應器或連續混合器的同時，反應連續地進行。因此，可以在將天然橡膠膠乳輸送到繼續進行分離變性蛋白質工藝的同時，在蛋白質變性劑和表面活性劑的作用下進行天然橡膠膠乳的蛋白質變性。因此，可以十分高效地生產脫蛋白天然橡膠膠乳。
待加入蛋白質變性劑的量依據待用變性劑的性質而合乎需要地確定。雖然對該量並無特別限制，但一般為基於生膠乳中固體橡膠含量的0.001wt％-10wt％，優選0.01wt％-0.2wt％。待加入表面活性劑的量依據待用表面活性劑的性質而合乎需要地確定。雖然對該量並無特別限制，但一般為基於生膠乳中固體橡膠含量的0.01wt％-10wt％，優選0.1wt％-1wt％。
在根據本發明的方法中，將蛋白質變性劑和表面活性劑與天然橡膠膠乳混合。在加入蛋白質變性劑和表面活性劑之後，此混合步驟在攪拌的同時進行至少5分鐘、優選至少10分鐘，以使蛋白質充分變性。然後進行分離並移出變性蛋白質的工藝。
當在尿素化合物作用下，天然橡膠膠乳中的蛋白質變性時，可以合乎需要地確定pH水平。一般地，pH水平在約6-13、優選約9-12的鹼性範圍內調節。
進行蛋白質變性時膠乳的溫度並無特別限制，可以依據待用尿素化合物的最佳溫度而合乎需要地確定。一般地，鑑於膠乳穩定性，優選設定為5℃-90℃，更優選30℃-60℃。
以上述方式使天然橡膠膠乳中包含的蛋白質和肽變性，然後將變性和降解的蛋白質從膠乳中分離並移出。因此，可以得到高度脫蛋白和純化的天然橡膠膠乳。
從天然橡膠膠乳中分離並移出變性和降解蛋白質的方法並無特別限制。可以通過例如離心(例如500G或更高，優選1000G或更高，更優選6000G或更高)、橡膠組分的固化或超濾來進行。特別優選地，通過離心來移出變性和降解的產物。當通過離心進行這種移出工藝時，一般單級離心已足夠。然而，只要避免了有關橡膠組分損失以及收率降低的不利情況，可以進行兩次或更多次上述移出工藝。
在離心或其它操作之後，在膠乳溶液中加入酸(例如乙酸)或例如甲醇的有機溶劑，以凝固橡膠。用水、乙醇等洗滌該凝固產物，最後進行脫水。因此，得到本發明的高度脫蛋白的天然橡膠。
通過上述方式其中蛋白質已很大程度移出的脫蛋白天然橡膠膠乳可以用作工業材料以及各類橡膠產品的原料。
根據本發明的方法，可以得到其源自蛋白質的氮的含量(由Kjeldahl方法確定的氮含量)為0.05％或更低、優選0.03％或更低、更優選0.02％或更低的脫蛋白天然橡膠膠乳。通過本發明方法得到的脫蛋白天然橡膠膠乳高度純化，並且基本不含蛋白質和肽。這可以由以下事實證實在對應多肽的3280cm-1或在對應低聚肽的3320cm-1基本觀察不到紅外吸收光譜水平。在3320cm-1「基本觀察不到......水平」指吸收完全觀察不到或吸收相對非常弱。此外，如上所述，本發明方法所得的脫蛋白天然橡膠膠乳基本不含蛋白質和肽。因此，它幾乎不可能引發過敏。
本說明書包含日本專利申請No.2004-062497和2005-036446的說明書中所公開的部分或全部內容，上述兩申請是本申請的優先權文件。
具體實施例方式
以下參考實施例對本發明進行更詳細的描述，但是本發明的技術範圍不受此限制。
實驗概述作為膠乳濃縮的模型裝置，半圓形樹脂件(長50.4m；直徑150mm)的一端被抬高至4.8m的高度，該半圓形樹脂件中的流體通道傾斜，以使液體在其中自發地流動。使蛋白質變性劑和表面活性劑與生天然橡膠膠乳一起從該半圓形樹脂件的抬高端流動，並在低端回收它們。將回收的天然橡膠膠乳離心三次(10,000G下進行30分鐘)，然後在甲醇作用下使其凝固。隨後，通過Kjeldahl法測量天然橡膠膠乳的氮含量。
(實施例1)使用1,111g高氨膠乳(HANR幹橡膠含量30wt％；氨含量0.6wt％；氮含量0.38％)作為生天然橡膠膠乳。使用尿素(相對於膠乳的固體橡膠含量為0.3wt％)作為蛋白質變性劑，SDS(相對於膠乳的固體橡膠含量為3.33wt％)作為表面活性劑。在20℃下，使生膠乳、蛋白質變性劑和表面活性劑從半圓形樹脂件的抬高端流動，它們在579秒內到達低端。將所得物離心三次，以從天然橡膠膠乳中分離並移出變性蛋白質。結果，回收了955g天然橡膠膠乳(回收率為85.9％)，其氮含量為0.023％。
(實施例2)使用1,137g高氨膠乳(HANR幹橡膠含量30wt％；氨含量0.6wt％；氮含量0.38％)作為生天然橡膠膠乳。使用尿素(相對於膠乳的固體橡膠含量為2.93wt％)作為蛋白質變性劑，SDS(相對於膠乳的固體橡膠含量為3.33wt％)作為表面活性劑。在20℃下，使生膠乳、蛋白質變性劑和表面活性劑從半圓形樹脂件的抬高端流動，它們在578秒內到達低端。將所得物離心三次，以從天然橡膠膠乳中分離並移出變性蛋白質。結果，回收了1007g天然橡膠膠乳(回收率為88.5％)，其氮含量為0.032％。
(實施例3)使用1,222g高氨膠乳(HANR幹橡膠含量30wt％；氨含量0.6wt％；氮含量0.38％)作為生天然橡膠膠乳。使用尿素(相對於膠乳的固體橡膠含量為27.3wt％)作為蛋白質變性劑，SDS(相對於膠乳的固體橡膠含量為3.33wt％)作為表面活性劑。在20℃下，使生膠乳、蛋白質變性劑和表面活性劑從半圓形樹脂件的抬高端流動，它們在578秒內到達低端。將所得物離心三次，以從天然橡膠膠乳中分離並移出變性蛋白質。結果，回收了901g天然橡膠膠乳(回收率為73.7％)，其氮含量為0.032％。
(實施例4)使用1,120g新鮮膠乳(Fresh NR幹橡膠含量30wt％；氮含量0.479％)作為生天然橡膠膠乳。使用尿素(相對於膠乳的固體橡膠含量為2.96wt％)作為蛋白質變性劑，SDS(相對於膠乳的固體橡膠含量為3.33wt％)作為表面活性劑。在20℃下，使生膠乳、蛋白質變性劑和表面活性劑從半圓形樹脂件的抬高端流動，它們在578秒內到達低端。將所得物離心三次，以從天然橡膠膠乳中分離並移出變性蛋白質。結果，回收了868g天然橡膠膠乳(回收率為77.5％)，其氮含量為0.015％。
(實施例5)從脫蛋白膠乳中分離並移出蛋白質使用高氨膠乳(幹橡膠含量60wt％；氮含量0.38％)作為生天然橡膠膠乳。向其中加入與原料體積相同的水以及均為高氨膠乳量的1wt％的尿素和SDS。連續處理該混合物，以得到包含變性蛋白質的膠乳溶液(幹橡膠含量30wt％)。
對膠乳溶液進行離心。離心以下述方式進行。
將膠乳溶液(60kg)注入離心機(LRH 410，Alfa Laval K.K.；噴射螺紋件(jet screw)Φ＝11mm，撇渣螺紋件(skim screw)Φ＝14mm)。離心機以7309rpm旋轉9分鐘48秒，得到經離心的膠乳濃縮物(21.33kg，幹橡膠含量約60wt％)和約20kg的上清液。隨後，在21.33kg經離心的膠乳濃縮物中加入21.33kg純水和400g SDS，將混合物攪拌30分鐘，從而得到約42kg幹橡膠含量為約30wt％的膠乳溶液。將此膠乳溶液進行以下步驟，以得到樣品1-7。
樣品1在14.6g上述膠乳溶液中加入乙酸。使用鑷子從中取出固化橡膠，將其壓薄，浸在50℃的蒸餾水中以洗掉乙酸。重複此步驟兩次。將橡膠以約1mm的間距切薄，用鋁箔包裹，並在減壓下乾燥2周。由此得到樣品1。
樣品2使用間歇式離心機對上述膠乳溶液(22.5g)進行離心(10,000G下離心30分鐘)。將固體部分(膏狀部分)置於甲醇中，以使橡膠凝固。將凝固的橡膠壓薄。將橡膠以約1mm的間距切薄，用鋁箔包裹，並在減壓下乾燥2周。由此得到樣品2。
樣品3將橡膠樣品1以約1mm的間距切薄，浸在乙醇中2-3小時，用鋁箔包裹，並在減壓下乾燥2周。由此得到樣品3。
樣品4對上述膠乳溶液(約42kg)進行再次離心。具體地，將上述膠乳溶液(約42kg)注入離心機(LRH 410，Alfa Laval K.K.；噴射螺紋件Φ＝11mm，撇渣螺紋件Φ＝14mm)。離心機以7309rpm旋轉7分鐘40秒，得到經離心的膠乳濃縮物(15.34kg，幹橡膠含量約60wt％)和上清液。隨後，在15.34kg經離心的膠乳濃縮物中加入15.34kg純水和50g SDS。將混合物攪拌30分鐘，從而得到幹橡膠含量為約30wt％的膠乳溶液。
在14.6g上述膠乳溶液中加入乙酸。使用鑷子從其中取出固化橡膠，將其壓薄，浸在50℃的蒸餾水中以洗掉乙酸。重複此步驟兩次。將橡膠以約1mm的間距切薄，用鋁箔包裹，並在減壓下乾燥2周。如此得到樣品4。
樣品5將橡膠樣品4以約1mm的間距切薄，浸在乙醇中2-3小時，用鋁箔包裹，並在減壓下乾燥2周。由此得到樣品5。
樣品6(對比實施例)使用高氨膠乳(幹橡膠含量60wt％；氮含量0.38％)作為生天然橡膠膠乳。向其中加入與原料體積相同的水以及均為高氨膠乳量的1wt％的尿素和SDA。連續處理該混合物，以得到包含變性蛋白質的膠乳溶液(幹橡膠含量30wt％)。在14.6g此膠乳溶液中加入乙酸。使用鑷子從其中取出固化橡膠，將其壓薄，浸在50℃的蒸餾水中以洗掉乙酸。重複此步驟兩次。將橡膠以約1mm的間距切薄，浸在乙醇中2-3小時，用鋁箔包裹，並在減壓下乾燥2周。如此得到樣品6。
樣品7(對比實施例)使用高氨膠乳(幹橡膠含量60wt％；氮含量0.38％)作為生天然橡膠膠乳。向其中加入與原料體積相同的水以及均為高氨膠乳量的1wt％的尿素和SDA。連續處理該混合物，以得到包含變性蛋白質的膠乳溶液(幹橡膠含量30wt％)。在14.6g此膠乳溶液中加入乙酸。使用鑷子從其中取出固化橡膠，將其壓薄，浸在50℃的蒸餾水中以洗掉乙酸。重複此步驟兩次。將橡膠以約1mm的間距切薄，用鋁箔包裹，並在減壓下乾燥2周。由此此得到樣品7。
通過Kjeldahl方法測定樣品1-7的氮含量。結果示於表1。表中還示出了可商購的DPNR的氮含量。
表1
(實施例6)從變性膠乳中分離並移出蛋白質樣品8
以與實施例5中得到樣品1的相同方式得到樣品8，不同之處在於所採用的LRH 410離心機(Alfa Laval K.K.)具有Φ9mm的噴射螺紋件和Φ14mm的撇渣螺紋件。
樣品9以與實施例5中獲得樣品4的相同方式得到樣品9，不同之處在於所採用的LRH410離心機(Alfa Laval K.K.)具有Φ9mm的噴射螺紋件和Φ14mm的撇渣螺紋件。
通過Kjeldahl法測定樣品8和9的氮含量。結果示於表2中。表中還示出了可商購的DPNR的氮含量。
表2
(對比實施例1)使用100g新鮮膠乳(Fresh NR幹橡膠含量30wt％；氮含量0.479％)作為生天然橡膠膠乳。使用SDS(相對於膠乳的固體橡膠含量為3.33wt％)作為表面活性劑。在30℃下，使生膠乳和表面活性劑在間歇式反應器中反應60分鐘。在反應完成之後，將所得物離心三次，以從天然橡膠膠乳中分離並移出變性蛋白質。結果，回收了25g固體天然橡膠(回收率為83％)，其氮含量為0.035％。
(對比實施例2)使用100g新鮮膠乳(Fresh NR幹橡膠含量30wt％；氮含量0.479％)作為生天然橡膠膠乳。使用尿素(相對於膠乳的固體橡膠含量為0.33wt％)作為蛋白質變性劑，SDS(相對於膠乳的固體橡膠含量為3.33wt％)作為表面活性劑。在30℃下，使生膠乳、蛋白質變性劑和表面活性劑在間歇式反應器中反應60分鐘。在反應完成之後，將所得物離心三次，以從天然橡膠膠乳中分離並移出變性蛋白質。結果，回收了26g天然橡膠膠乳(回收率為87％)，其氮含量為0.013％。
如上所述，當通過使用間歇式處理(例如使用間歇式反應器)的傳統技術進行脫蛋白時，工藝耗時。根據本發明的方法，可以在較短時間內和較低溫度(溫和溫度)下，通過連續處理(例如，使用管道、連續罐式反應器或管式反應器)的方式得到脫蛋白天然橡膠膠乳。而且，可以在將所得橡膠浸在乙醇中的同時，通過處理橡膠而萃取出橡膠中殘留的尿素。因此，根據本發明的方法可以得到氮含量低的天然橡膠。
本文所引用的所有出版物、專利以及專利申請通過引用將其全部內容結合於此。
工業應用性本發明可以用作在工業水平上高效並低成本地生產蛋白質含量顯著降低的脫蛋白天然橡膠膠乳的方法。
權利要求
1.一種天然橡膠膠乳脫除蛋白質的方法，包括步驟向生天然橡膠膠乳中加入用於蛋白質的尿素變性劑和表面活性劑；在攪拌與混合的同時，將混合物輸送通過流體通道，以使生天然橡膠膠乳中的蛋白質變性；以及分離並移出由前述步驟得到的變性蛋白質。
2.根據權利要求1的方法，其中所述用於蛋白質的尿素變性劑以0.01wt％至1wt％的水溶液形式使用。
3.根據權利要求1的方法，其中所述表面活性劑以0.1wt％至10wt％的水溶液形式使用。
4.根據權利要求1的方法，其中所述變性蛋白質通過離心而分離並移出。
5.根據權利要求4的方法，其中所述離心在500G或更高下進行。
全文摘要
本發明涉及一種在工業水平上低成本地大量生產基本不含引發過敏的蛋白質和肽的脫蛋白天然橡膠膠乳的方法。該方法包括如下步驟在生天然橡膠膠乳中加入用於蛋白質的尿素變性劑和表面活性劑；將這些物質混合，同時將其輸送通過流體通道，以使生天然橡膠膠乳中的蛋白質變性；以及分離並移出變性蛋白質。
文檔編號C08C1/00GK1930191SQ20058000710
公開日2007年3月14日 申請日期2005年3月1日 優先權日2004年3月5日
發明者田代啟, 鈴木康之, 河原成元, 五十野善信 申請人:豐田自動車株式會社, 國立大學法人長岡技術科學大學