食品製造プロセスにおいて発生する汚れの装置表面への付着と脱離機構の解明

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10450287
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 中西 一弘 岡山大学, 工学部, 教授 (90026584)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 今村 維克 岡山大学, 工学部, 助手 (70294436) ; 崎山 高明 岡山大学, 工学部, 講師 (70170628)
• Keywords: 付着 / 洗浄 / アミノ酸 / ペプチド / タンパク / ステンレス

Research Abstract

本年度は、タンパク質の付着の基礎となるアミノ酸やペプチド類のステンレス表面への付着を詳細に検討した。吸着実験は、いずれの場合も種々の濃度のアミノ酸あるいはペプチドを溶液1ml中に100メッシュ程度のスレンレス粒子(SUS316)を懸濁し、30ﾟCで1時間振盪後、上清のアミノ酸濃度をアミノ酸分析機により定量した。濃度減少から付着量を算出した。平衡付着量と平衡濃度の関係は、いずれの場合もLangmuir型吸着等温式で整理できた。グルタミン酸やアスパラギン酸などの酸性アミノ酸は、酸性領域(pH3〜4)で吸着平衡定数、最大吸着量ともに、高い値を示した。アミノ酸を吸着させステンレス平板をFT-IRで解析したところ、C末端と側鎖のカルボキシル基がともに、ステンレス平板表面と相互作用しているためであることが示された。一方、リジンやアルギニンなどの塩基性アミノ酸は、アルカリ領域で吸着平衡定数と最大吸着量が高くなった。グリシン、セリン、フエニルアラニンなど、側鎖に解離基をもたないアミノ酸については、付着量は少なく、付着の相互作用も弱いものであった。これらの結果から、アミノ酸の固体表面への付着の相互作用は多点結合が重要な役割を示すことを明らかにした。一方、システインの場合は不可逆的な吸着がみられた。アスパラギン酸のダイマーやオリゴマー(平均重合度7.4)を用いて吸着実験を行ったが、モノマーの結果と傾向的に類似していた。しかし、ポリグルタミン酸(平均重合度105)の場合には不可逆的な付着がみられた。

Research Products

• [Publications] T.Sakiyama et al.: "Fouling and Cleaning of Stainless Steel surface: Adsorption and Desorption Behaviors of Bovine Serum Albumin and Gelatin" Journal of Chemical Engineering of Japan. 31(2). 208-213 (1998)
• [Publications] T.Sakiyama et al.: "Performance of Protease as a Cleaning Agent for Stainless Steel Surfaces Fouled with Protein"
• [Publications] 中西一弘 他: "バイオフィルム-その生成メカニズムと防止のサイエンス" (株)サイエンスフォーラム, 11 (1998)
• [Publications] 中西一弘: "食品製造/流通データ集" 産業調査会, 6 (1998)