鶏の羽根や化粧品への応用からケラチンを加水分解物の準備

この手順の全体的な目的は、アルカリ酵素加水分解によって鶏羽からケラチン加水分解物を調製し、化粧品軟膏剤にケラチン加水分解物を添加することで皮膚バリア機能が改善されるかを確認することです。この手法は、化粧品処方に利用可能なケラチン加水分解物を調製するための鶏羽の活用など、屠殺場のケラチン副産物分野における課題の解決に役立ちます。この技術の主な利点は、ケラチン加水分解物が高品質であり、化粧品処方において非常に優れた密閉剤および保湿剤として機能することです。

本出版物の共著者であるJana Pavlackovaにより、4本の腕の各部位に試験用製剤を塗布する手順を実演します。まず、乾燥させた羽毛50 gramsをカッティングミルで粉砕し、最終的な粒径を1.0 millimetersにします。次に、温度制御機能付きのステンレス製27-literボイラー容器を用いて、羽毛の脱脂を行います。

羽毛を40±2 °Cに予熱した水と1:75の重量比で混合します。1.5〜2.0%の用量で脂質分解酵素を加え、オーバーヘッドスターラーで5分間緩やかに攪拌します。1%水酸化ナトリウム溶液または1%リン酸溶液を加えて、混合物のpHを9.0±0.2に調整します。

これは、脂質分解酵素の最大活性に対応するpH値です。オーバーヘッドスターラーで混合物を5分間撹拌した後、ラボ用pH/mVメーターを用いてpH値を確認し、再調整します。その後、オーバーヘッドスターラーを用いて、混合物を40 ± 0.5 °Cで24時間、緩やかに撹拌します。

混合物を細かいふるいでろ過し、脱脂した羽毛を冷たい流水で洗浄します。次に、乾燥チャンバー内の平皿を用い、50 °Cで一晩乾燥させます。翌日、鶏羽毛の加水分解の第一段階を行います。

羽毛と0.3%水酸化カリウム水溶液を重量比1:50で混合し、オーバーヘッドスターラーを用いて60 ± 0.5 °Cで24時間、緩やかに撹拌します。第一段階の加水分解が完了した後、10%リン酸を用いて、混合物のpHを蛋白分解酵素の最大活性レベル（本実験では9.0 ± 0.2）に調整します。続いて、鶏羽毛の加水分解の第二段階を行います。

5.0%の用量で蛋白分解酵素を混合物に加えます。オーバーヘッドスターラーを用い、60±0.5 °Cで8時間、緩やかに混合します。その後、同じステンレス製27Lボイラー容器内で混合物を沸点まで加熱し、10分間沸騰させて酵素を失活させます。ブフナー漏斗に低密度ろ紙をセットし、弱真空圧でろ過することで、不溶性の残渣からKH溶液を分離します。

小ペプチドおよび塩を除去するため、KH溶液400 millilitersを分画分子量12Kの透析チューブに入れます。プラスチックバケツに入れ、4 litersの蒸留水に対して室温で80時間透析を行います。蒸留水は18時間、36時間、および60時間後に交換してください。

透析したKH溶液を、1,000 cm²のプレート面積に対し500 mLの割合で非粘着性プレートにキャストします。溶液を40 ± 0.5 °Cで一晩真空乾燥させ、薄膜にします。乾燥した膜を掻き取った後、粉砕して微粉末とし、デシケーター内の密閉容器に保存します。

次に、軟膏のベース重量に合わせて、KHを2%、4%、および6%含有する化粧品処方を調製します。まず、ポリエチレン容器に規定量のKH粉末を量り取ります。その後、処方の総重量が50gになるように軟膏基剤を添加します。

3枚羽根の実験室用ブレンダーを用いて、134.16 gで10分間混合物を均質化した後、メカニカルオーバーヘッドスターラーで混合します。調製した製剤は5 ± 1 °Cで保存し、使用前に室温で2時間温めておきます。5本のろ紙を0.90%塩化ナトリウム生理食塩水に入れ、溶液中で約1分間静置します。

右前腕の内側に2枚、左前腕の内側に3枚のストリップを貼付し、粘着テープで4時間固定する。4時間後、ストリップを取り除き、油性ペンでその領域をマークする。脱脂した前腕の各部位に、試験製剤を0.1 millilitersずつ塗布する準備を行う。

左前腕において、1つ目の部位は対照群であるため、何も塗布しないでください。次に、2つ目の部位に軟膏基剤のみを塗布します。注射器を使用して、マークした表面全体に広げてください。

同様に、軟膏基剤に2%KHを加えたものを3番目の部位に塗布します。最後に、軟膏基剤に4%KHを加えたものと、軟膏基剤に6%KHを加えたものを右腕に塗布します。各部位の各サンプルを、各時間間隔で測定します。

皮膚水分量計のプローブを用いて皮膚水分量を5回、経皮水分蒸散量計のプローブを用いて経皮水分蒸散量を15回、そして皮膚pH計のプローブを用いて皮膚pHを1回測定します。得られた測定値は、テキストプロトコルに記載されている通りに処理してください。ここでは、黄色を呈するケラチン加水分解物の代表的な写真を示しています。

ケラチン加水分解物は水に溶けやすく、タンパク質含有量が高く、化粧品グレードの加水分解物の要件を満たしています。低分子量タンパク質標準品、高分子量タンパク質標準品、およびケラチン加水分解物の電気泳動プロファイルから、ケラチン加水分解物が広い分子量不均一性を持つことがわかります。一度習得すれば、適切に行うことでこの手法を150時間で完了させることができます。

このビデオを視聴することで、ケラチン加水分解物の調製方法および化粧品処方への適用方法について十分に理解できるはずです。この技術の開発により、タンパク質副産物処理分野の研究者が、化粧品業界における鶏羽毛の利用を模索する道が開かれました。