酵素の生体触媒用途は、生態学的に正しく、特異性が高く、化学位置エナンチオ選択性があり、幅広い反応を示すことから、近年非常に成長しています。 さらに、栄養素、pH、温度および通気の点では酵素の生産を得、最大限に活用する条件は生物反応炉で容易に制御される。 微生物はまた、生体触媒の望ましい特性を改善するために遺伝的に操作することもできる。 これらの特性は、生物触媒プロセスのための成長を続ける検索を奨励しています。 私たちの研究の目的は、ヘアケア製品のケラチン加水分解物を得るために酵素プロセスを使用することでした。 現在、市販のケラチン加水分解物は化学加水分解によって得られる。 提案した方法は環境に優しく，透明な加水分解物を生成する。 対照的に、市販の加水分解物は、酸の存在のために暗い色を有する。 明確な色は毛または皮の化粧品のためのプロダクトにケラチンの加水分解物を組み込むとき利点です。 10kDa未満の分子量を有するホエイタンパク質は、アレルゲン性の低下を特徴とする。 したがって、加水分解プロセスにおいて5kDa以下の分子量を有する画分を得ることが望ましい。 さらに，kerｅｍｅｅｖらはケラチン加水分解物の抗酸化活性を示した。 この研究の最初のステップは、枯草菌によって産生されるペプチダーゼおよびケラチナーゼによって、羽をケラチンペプチドおよびアミノ酸に変換することを含んでいた。 図3は、羽毛が培地中で5日間成長した後に微生物によって分解されたことを示しています（90-95％）。 ケラチナーゼおよびペプチダーゼはウールおよび角の粉を含む他のケラチンの残余で機能できます。 ケラチナーゼは、飼料、肥料、洗剤、皮革および製薬産業に適用されている。
Ａ対照：羽培地中の枯草菌（時間０）および羽培地中での成長の５日後のＢ。
いくつかの報告は、B.subtilis KD-N2;B.pumilus KS12、B.megaterium SN1などのバチルス種によるケラチナーゼの産生を記載している。 しかし、これらの作品は、新しい株、変異体の生産とその潜在的なアプリケーションを示唆しているケラチナーゼの特性評価の単離を記述します。 本研究では，ｂ．ｓｕｂｔｉｌｉｓによって産生される羽毛ケラチン加水分解物，特にペプチドに焦点を当て，加水分解物が毛髪繊維に及ぼす影響を解析することを目的とした。 ケラチナーゼ分析のための異なる方法論は、他の著者によって使用されており、この大きな変動性は、結果を比較することが困難になります。 しかし、本原稿で使用される枯草菌のネイティブ株は、それぞれケラチナーゼとプロテアーゼの350U/mlと400U/mlの生産と優れたタンパク質分解（ゼラチナーゼ）活
酵素分解によって形成されたケラチンペプチドは、マトリックス支援レーザー脱離/イオン化飛行時間（MALDI-TOF）質量分析によって分析された。 まず，二つのスペクトルを比較することにより，二つの加水分解物の異なるプロフィルを観察することができた。 主に800〜1079m/zの範囲の低分子量のペプチドに対応する複数のピークは、枯草菌によって生成された（図4A）。 また、1171.57から1758.96の範囲のm/zを持ついくつかのイオンを観察することができます。 市販のケラチン加水分解物調製物Ｋ Ｈ１については、ピークは、図４（Ｂ）に示すように、９ ０ ０〜１ ４ ０ ０ｍ／ｚの範囲で濃縮された。 1400と2100の間の複数のピークも同じ図に見ることができます。 従ってb.subtilisによって作り出される加水分解物は低分子の固まりが付いているペプチッドを含んでいます。 これらの低分子のペプチッドは毛繊維にもっと効率的に突き通ることができ、この特徴は商業加水分解物と比較される肯定的な相違です。 ヒトの毛髪を基質として用いた我々のグループによる以前の研究は、816から2080m≤zまでの4日間の培養後に複数のピークを示した。 Ｂにより生成された培養上清の分子量分析を行った。基質として羽を使用してsubtilis株SLCは、鶏の羽に由来するほとんどのペプチドは、500-3000ダルトンの範囲の分子量を提示することを明らかにした。 好熱性Meiothermus ruber H328では、羽培地上で成長した後の可溶化製品のMALDI TOF分析は、1,000ダルトン未満のオリゴペプチドのみを検出した。 これらの結果は，微生物酵素が低分子量のペプチドを産生することを確認した。
Bacillus subitilis（A）および市販の加水分解物（KH1）（B）による羽毛ケラチンからの酵素的ケラチン加水分解物のMALDI-TOF MS分析。 詳細については、材料と方法を参照してください。
酵素ケラチン加水分解物の予備分析は、薄層クロマトグラフィー（HPTLC）を用いて行われ、図5、レーン2に示すように、低分子量のペプチドおよびアミノ酸が、レーン3の市販の加水分解物（KH1）と比較して観察された。 レーン1のアミノ酸グリシンを標準として使用した。
Ａｍｉｃｏｎシステム（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ、１ ０ ０ ０Ｄａｌｔｏｎｓ）における限外濾過による濾過後のケラチンペプチドのＨＰＴＬＣ分析。 1-アミノ酸グリシン。 酵素加水分解により得られた2-羽ケラチンペプチド。 3-商業加水分解物（KH1）。
発酵後、酵素加水分解物は3,5mg/mlのタンパク質濃度を有していた。 濾過後、タンパク質含有量は、総タンパク質に対して42,8％の割合に対応する1,5mg/mlに行った。 酵素加水分解物を、材料および方法および図２に記載されているように、１ ０％の濃度でヘアロックに適用した。
加水分解物は、表1および表2に従って調製したマイルドシャンプーおよびリンスコンディショナーを用いて塗布した。 表3は、180℃で酵素加水分解物およびストレートナで処理されたすべての毛髪の水和の増加があることを示している。 熱の適用がなければ、プロセスは効率的ではなく、加熱が毛髪に加水分解物を組み込むために重要であることを示唆している。
タンパク質加水分解物、特に低分子量分布を有するもの、すなわち<1,000ダルトンは、毛髪を効率的に保護し、ケアすることが知られている。 加水分解物を産生するために種々のタンパク質源が使用されてきた。 小麦タンパク質、羊毛ケラチンおよびコラーゲン加水分解物は、皮膚および個人的なヘアケア製品に使用されており、互換性、感触、保湿を改善し、自然な構造を維持するのに役立つことが知られている例である。 ヘアケア製品では、低分子量ペプチドは2つの効果があります：1）それらは毛繊維の皮質に浸透することができ、2）表面コーティングを促進することが 浸透はより長い処置とより深いようです。 これのほかに、漂白された毛は非傷つけられた制御毛と比較されたとき加水分解物の浸透の高レベルを示します。 これらの特性は、失われたケラチンを置換する毛髪構造に有益な効果を有し、また老化防止効果を有する。 水性またはリポソーム製剤中のウールケラチンペプチドの皮膚への影響を調べ，ケラチンペプチド塗布の結果としての水和および弾力性の増加を観察した。
酵素加水分解物を毛髪繊維に適用した効果をSEMにより評価した（図6、7、8）。 すべての図は、酵素加水分解物で処理および未処理の毛髪繊維の顕微鏡写真を示す。 明るさおよび柔らかさの増加は、官能分析によって観察された（データは示されていない）。 しかし，顕微鏡写真では，すべての毛髪タイプのキューティクルの接合部に羽毛ケラチン加水分解物の沈着が観察された。 この沈殿物はおそらくキューティクルの密封に協力します。 また熱はクチクラの完全なシーリングのために必要である。 着色された繊維は、熱を加えたときに加水分解物によって恩恵を受けた（図6C、D）。 加水分解物は、以前に着色され、まっすぐにされた毛髪繊維に多く付着した（図7C、D）は、着色と矯正の組み合わせがケラチンペプチドの作用を有利に 図8(A,B)は、漂白処理が毛髪繊維への損傷を強調促進したことを示す。 キューティクルスケールの前縁の外観は、スケール（B）の分割を示しています。 熱による酵素加水分解物の適用はキューティクルのシールのために協力したが，その縁は壊れたままであった（Ｃ，Ｄ）。
着色された髪の走査型電子顕微鏡（SEM）分析A、B–コントロール;C、D-180°で酵素加水分解物およびストレートナで処理した後;e、f-熱なしで酵素加水分解物で処 矢印は羽の酵素加水分解物の堆積物を示す。
酵素加水分解物処理後の着色および矯正された毛髪のSEM顕微鏡分析。 処理された髪A、B-コントロール;C、D-180°で酵素加水分解物およびストレートナで処理した後;E、F-熱のない酵素加水分解物で処理した後、スケール（矢印）上の酵素加水分解物の堆積物に注意してください。
未処理の漂白された毛髪（Ａ、Ｂ）から得られ、熱（Ｃ、Ｄ）または熱なし（Ｅ、Ｆ）の酵素加水分解物で処理された電子走査顕微鏡画像。 黒い矢印は酵素の加水分解物からのペプチッドの沈殿物を示し、白い矢印はクチクラの壊れた端を示します。
毛化学が変更されるとき、毛の自然な特性のいくつかは妥協されます。 いくつかのメカニズムは、髪の繊維に損傷を与える可能性があります。 例えば、環境ストレスおよび紫外線放射はタンパク質を光酸化する。 蛋白質の光酸化は蛋白質を架橋結合する、および毛の構造の区切られた表面の脂質そして損失の解放で起因するチオエステルの結束の破損のジスルフィドの結束の開裂をもたらします。 これらの反応は、管理性の低下、乾燥および脆さ、輝きの喪失、および極端な場合には強度の低下の形で消費者に顕著な毛髪特性の低下をもたらす。 永久的なカール、永久的な着色、bleachingおよび弛緩/まっすぐになることのようなある化粧品の処置は毛の特性を変えると知られています。 毎日のとかすことおよびブラシをかけることのような化粧品の処理は毛を傷つけることができます。 最近、Caoらは、Stenotrophomonas maltophiliaから得られた発酵ブロス（鶏の羽）の異なる濃度を毛髪に使用した。 上清を３ ０分間インキュベートした。 ブロスは、正常な髪と損傷した髪の両方のための改善された柔軟性と強度によって証明されるように、髪に保護することが判明しました。
Sionkowskaらは、UV–Vis分光法、フーリエ変換、赤外分光法（FTIR）および蛍光分光法を用いて、ケラチン加水分解物に対するUV照射の影響を評価した。 ケラチン加水分解物のＵＶ照射中に新しい光生成物が形成され，酸化硫黄種のわずかな増加も観察された。 著者らは，ケラチン加水分解物の光分解が低分子量の加水分解物の調製に有用な方法であることを提案した。 本研究では、酵素加水分解プロセスによって得られたケラチンペプチドの10％で処理した後、水和、明るさおよび柔らかさの増加が異なるタイプの毛髪 家禽から発生した産業廃棄物である羽毛をバイオマス源として使用することは、この原料が安価であり、バイオが骨材価値のある新製品に変換されているため、非常に興味深いものです。 現在、ケラチン加水分解物は、通常、羽毛、角、蹄、毛髪および羊毛などのケラチン含有動物部分から調製される。 芳香族アミノ酸（トリプトファン、チロシン、フェニルアラニン）とシスチン（硫黄を含むアミノ酸）は、ケラチンの光化学において極めて重要な役割を果た ある企業はケラチンの自然な構成をまねるのにムギ、トウモロコシおよび大豆蛋白から得られる18の自由なアミノ酸の複合体を使用するプロダ 大豆の高い硫黄のアミノ酸の内容は人間の毛髪およびウールのそれに類似しています。 しかし、ケラチンは、その機械的および保護的特性に関してかけがえのないタンパク質である。
本研究に記載されている酵素法は、付加価値製品を製造するために一般的に産業廃棄物/残留物に使用することができる。 文献の前の調査は家禽工業によって捨てられる羽のケラチンをリサイクルするためのkeratinases/peptidasesの使用を記述しました。 本研究では、特にヘアケアセグメントに焦点を当てた化粧品業界におけるケラチンペプチドの使用について初めて報告しています。 これらすべての要因を考慮に入れて、ヘアケア製品のためのケラチンペプチド生産のための酵素法は、化粧品業界内で大きな可能性を秘めた魅力的で環境に優しい方法です。
