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KR20220125220A - 고결정성 알파-1,3-글루칸 - Google Patents

고결정성 알파-1,3-글루칸 Download PDF

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KR20220125220A
KR20220125220A KR1020227018673A KR20227018673A KR20220125220A KR 20220125220 A KR20220125220 A KR 20220125220A KR 1020227018673 A KR1020227018673 A KR 1020227018673A KR 20227018673 A KR20227018673 A KR 20227018673A KR 20220125220 A KR20220125220 A KR 20220125220A
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KR
South Korea
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glucan
alpha
composition
insoluble alpha
insoluble
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KR1020227018673A
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카일 현 창 김
예핌 브런
루시아 다니엘라 이오네스쿠
후안 데이비드 론도노
조지 목
제임스 조슈아 오한
르무엘 통
Original Assignee
뉴트리션 앤드 바이오사이언시스 유에스에이 4, 인크.
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Publication date
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Abstract

결정도가 높고 입자 크기가 작은 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 조성물이 본원에 개시된다. 예를 들어, 알파-글루칸 입자는 결정도가 적어도 약 0.65일 수 있고/있거나, 평균 크기가 1 미크론 미만일 수 있다. 개시된 입자 내의 불용성 알파-글루칸의 글리코시드 결합의 적어도 50%는 알파-1,3 글리코시드 결합이다. 불용성 알파-글루칸 입자의 제조 방법뿐만 아니라, 다양한 응용 분야 및 제품에서의 그의 용도가 또한 개시된다.

Description

고결정성 알파-1,3-글루칸
본 출원은 미국 가출원 제62/931,242호(2019년 11월 6일 출원), 제62/931,239호(2019년 11월 6일 출원), 제63/035,978호(2020년 6월 8일 출원), 및 제63/084,036호(2020년 9월 28일 출원)의 이익을 주장하며, 이들 모두는 그 전체가 본원에 참조로 포함된다.
본 발명은 다당류 분야에 관한 것이다. 예를 들어, 본 발명은 결정성 알파-1,3-글루칸, 이의 제조 방법, 및 다양한 응용 분야에서의 이러한 물질의 용도에 관한 것이다.
다양한 응용 분야에서 다당류를 사용하려는 요구에 힘입어, 연구자들은 생분해성이며 재생가능하게 공급되는 공급원료로부터 경제적으로 제조될 수 있는 다당류를 탐색해 왔다. 이러한 다당류 중 하나는 알파-1,3-글리코시드 결합을 갖는 것을 특징으로 하는 불용성 글루칸 중합체인 알파-1,3-글루칸이다. 이 중합체는, 예를 들어, 스트렙토코커스 살리바리우스(Streptococcus salivarius)로부터 단리된 글루코실트랜스퍼라아제 효소를 사용하여 제조되어 왔다(문헌[Simpson et al., Microbiology 141:1451-1460, 1995]). 또한 예를 들어, 미국 특허 제7000000호는 효소적으로 생성된 알파-1,3-글루칸으로부터의 방사 섬유의 제조를 개시한다. 새롭거나 향상된 응용 분야를 개발하기 위해 다양한 다른 글루칸 물질이 또한 연구되어 왔다. 예를 들어, 미국 특허 출원 공개 제2015/0232819호는 혼합된 알파-1,3 및 -1,6 결합을 갖는 몇몇 불용성 글루칸의 효소적 합성을 개시한다.
다양한 응용 분야에서 이 물질의 경제적 가치와 성능 특성을 향상시키기 위해 새로운 형태의 불용성 알파-글루칸이 필요하다. 이러한 요구를 해결하기 위해, 높은 결정도 및 제어된 입자 크기를 갖는 불용성 알파-1,3-글루칸이 본원에 기술되어 있다.
일 실시 형태에서, 본 발명은 결정도가 적어도 약 0.65인 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 조성물에 관한 것이며, 불용성 알파-글루칸은 중량 평균 중합도(DPw)가 적어도 15이고, 불용성 알파-글루칸의 글리코시드 결합의 적어도 50%는 알파-1,3 글리코시드 결합이다.
다른 실시 형태에서, 본 발명은 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 조성물에 관한 것이며, 입자의 적어도 80 중량%는 플레이트의 형태이고 불용성 알파-글루칸의 글리코시드 결합의 적어도 50%는 알파-1,3 글리코시드 결합이고, (i) 불용성 알파-글루칸 입자의 적어도 70 중량%는 직경이 1.0 미크론 미만이고/이거나, (ii) 불용성 알파-글루칸 입자의 45 내지 55 중량%는 직경이 0.35 미크론 미만이다.
다른 실시 형태에서, 본 발명은 본원의 불용성 알파-글루칸 입자의 제조 방법에 관한 것이다. 이러한 방법은 (a) 불용성 알파-글루칸을 합성하는, 적어도 물, 수크로스 및 글루코실트랜스퍼라아제 효소를 포함하는 효소 반응에서 생성되는 바와 같은 불용성 알파-글루칸을 제공하는 단계 (불용성 알파-글루칸은 중량 평균 중합도(DPw)가 적어도 약 200이고 불용성 알파-글루칸의 글리코시드 결합의 적어도 50%는 알파-1,3 글리코시드 결합임); (b) 불용성 알파-글루칸을 DPw가 약 35 내지 약 100인 불용성 알파-글루칸 입자로 가수분해하는 단계 (가수분해는 2.0 이하의 pH에서 수성 조건 하에 수행됨); 및 (c) 선택적으로, 단계 (b)에서 생성된 불용성 알파-글루칸 입자를 단리하는 단계를 포함한다.
도 1: 낮은 pH 가수분해 조건 하에서 처리하는 동안 시간 경과에 따른 알파-1,3-글루칸의 분자량(DPw)이 나타나 있다. 범례는 건조되지 않은 또는 건조된 알파-1,3-글루칸이 40 또는 80℃에서 가수분해 반응에 들어갔음을 나타낸다. 실시예 1 참조.
도 2: 가수분해된(DPw 50) 및 가수분해되지 않은(DPw ~800) 알파-1,3-글루칸의 결정도를 나타낸다. 실시예 1 참조.
도 3a 내지 도 3d: 가수분해된(DPw 50)(도 3b 및 3d) 및 가수분해되지 않은(DPw ~800)(도 3a 및 3c) 알파-1,3-글루칸의 전자 현미경 사진을 나타낸다. 기준 막대(500, 200, 또는 100 nm)가 각각의 현미경 사진에 제공되어 있다. 실시예 1 참조.
도 4: 수성 분산액 중 가수분해된(DPw 50) 및 가수분해되지 않은(DPw ~800) 알파-1,3-글루칸의 입자 크기 분포가 나타나 있다. 실시예 1 참조.
도 5a: 6.4의 중성 pH에서 DPw 50 알파-1,3-글루칸(0.76 CI) 또는 DPw ~800 알파-1,3-글루칸의 5 중량% 수성 분산액의 점도 프로파일이 나타나 있다. 실시예 2 참조.
도 5b: pH 2.0 또는 pH 6.4에서 알파-1,3-글루칸(DPw 50, 0.76 CI)의 5 중량% 수성 분산액의 점도 프로파일이 나타나 있다. 실시예 2 참조.
도 6: 4 중량%의 DPw 50(0.76 CI) 또는 DPw ~800 알파-1,3-글루칸 및 14 중량%의 비닐 아세테이트/에틸렌(VAE) 라텍스를 포함하는 분산액으로서 초기 설정된 수성 제제(실온, pH 4.0)가 나타나 있다. DPw 50 알파-1,3-글루칸은 분산된 상태로 유지되었지만, DPw ~800 알파-1,3-글루칸은 가라앉았다. 실시예 2 참조.
도 7: "X" 마킹 위에 DPw 50(0.76 CI) 알파-1,3-글루칸(분산액 중 28.3 중량% 고형물로서) 또는 DPw ~800 알파-1,3-글루칸(분산액 중 33.7 중량% 고형물로서)의 개별 층이 나타나 있다. 건조된 DPw 50 알파-1,3-글루칸은 투명한 반면, 건조된 DPw ~800 알파-1,3-글루칸은 혼탁한 백색이었다. 실시예 4 참조.
도 8: 건조되지 않은 또는 건조된 알파-1,3-글루칸(DPw 50, 0.76 CI; 또는 DPw ~800)의 10 중량% 수성 제제(중성 pH)의 점도(10 s-1에서)가 나타나 있다. 실시예 5 참조.
도 9: 알파-1,3-글루칸이 소수성 코어를 캡슐화하는 건조 에멀젼의 SEM 이미지가 나타나 있다. 백색 막대(인셋), 5 μm. 실시예 7 참조.
모든 인용된 특허 및 비특허 문헌의 개시 내용은 그 전체가 본원에 참조로 포함된다.
달리 나타내지 않는 한, 본원에 사용된 단수 명사는 하나 이상(즉, 적어도 하나)의 참조된 특징을 포함하고자 하는 것이다.
제시된 경우, 달리 명시된 경우를 제외하고 모든 범위는 포괄적이고 조합될 수 있다. 예를 들어, "1 내지 5"(즉, 1~5)의 범위를 인용할 때, 인용 범위는 "1 내지 4", "1 내지 3", "1 내지 2", "1 내지 2 및 4 내지 5", "1 내지 3 및 5" 등의 범위를 포함하는 것으로 해석해야 한다.
용어 "알파-글루칸", "알파-글루칸 중합체" 등은 본원에서 상호교환적으로 사용된다. 알파-글루칸은 알파-글리코시드 결합에 의해 함께 연결된 글루코스 단량체 단위를 포함하는 중합체이다. 전형적인 실시 형태에서, 본원의 알파-글루칸은 100% 알파-글리코시드 결합, 또는 적어도 약 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99% 알파-글리코시드 결합을 포함한다. 본원의 알파-글루칸 중합체는 알파-1,3-글루칸을 포함한다.
용어 "폴리 알파-1,3-글루칸", "알파-1,3-글루칸", "알파-1,3-글루칸 중합체" 등은 본원에서 상호교환적으로 사용된다. 알파-1,3-글루칸은 글리코시드 결합에 의해 함께 연결된 글루코스 단량체 단위를 포함하는 중합체이며, 글리코시드 결합의 적어도 약 50%는 알파-1,3이다. 소정 실시 형태에서 알파-1,3-글루칸은 적어도 90% 또는 95% 알파-1,3 글리코시드 결합을 포함한다. 본원의 알파-1,3-글루칸에서 다른 결합의 대부분 또는 전부는 전형적으로 알파-1,6이지만, 일부 결합은 또한 알파-1,2 및/또는 알파-1,4일 수 있다.
본원에서 용어 "공중합체"는 둘 이상의 상이한 유형의 알파-글루칸, 예컨대 덱스트란 및 알파-1,3-글루칸을 포함하는 중합체를 지칭한다. 본원에서 용어 "그래프트 공중합체", "분지형 공중합체" 등은 일반적으로, "백본"(또는 "주쇄") 및 백본으로부터 분지된 측쇄를 포함하는 공중합체를 의미한다. 측쇄는 백본과 구조적으로 구별된다. 본원의 그래프트 공중합체의 예는 덱스트란 백본(또는 예컨대 약 1%~35%의 알파-1,2 분지로 개질된 덱스트란 백본), 및 적어도 약 50%의 알파-1,3 글리코시드 결합을 포함하는 알파-1,3-글루칸의 적어도 하나의 측쇄를 포함한다. 본원의 알파-1,3-글루칸 측쇄는 예를 들어 본원에 개시된 바와 같은 알파-1,3-글루칸의 결합 및 분자량을 가질 수 있다. 일부 양태에서, 덱스트란의 비환원 말단(들)은 글루코실트랜스퍼라아제 효소에 의한 알파-1,3-글루칸 합성을 프라이밍할 수 있으므로, 덱스트란 백본은 알파-1,3-글루칸 연장을 가질 수 있다.
본원의 일부 양태에서 용어 "덱스트란", "덱스트란 중합체", "덱스트란 분자" 등은 적어도 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 또는 99.5%의 알파-1,6 글리코시드 결합(나머지 결합은 전형적으로 전부 또는 대부분 알파-1,3임)을 포함하는 수용성 알파-글루칸을 지칭한다. 수크로스로부터 덱스트란을 합성할 수 있는 효소는 "덱스트란수크라아제"(EC 2.4.1.5)로 기술될 수 있다. 본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "덱스트라나아제"(알파-1,6-글루칸-6-글루카노히드롤라아제; EC 3.2.1.11)는 1,6-알파 글리코시드 결합을 내부가수분해할 수 있는 효소를 지칭한다.
용어 "글리코시드 결합", "글리코시드 연결", "결합" 등은 본원에서 상호교환적으로 사용되며, 당류 화합물(올리고당류 및/또는 다당류) 내의 당 단량체들을 연결하는 공유 결합을 지칭한다. 본원에 사용되는 바와 같이 용어 "알파-1,3-글리코시드 결합"은 인접한 알파-D-글루코스 고리 상의 탄소 1 및 탄소 3을 통해 알파-D-글루코스 분자를 서로 연결하는 유형의 공유 결합을 지칭한다. 본원에 사용되는 바와 같이 용어 "알파-1,6-글리코시드 결합"은 인접한 알파-D-글루코스 고리 상의 탄소 1 및 탄소 6을 통해 알파-D-글루코스 분자를 서로 연결하는 공유 결합을 지칭한다. 본원의 글루칸 중합체의 글리코시드 결합은 "글루코시드 결합"으로도 지칭될 수 있다. 본원에서, "알파-D-글루코스"는 "글루코스"로 지칭될 것이다.
본원의 알파-글루칸의 글리코시드 결합 프로파일은 당업계에 알려진 임의의 방법을 사용하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 결합 프로파일은 핵 자기 공명(NMR) 분광법(예를 들어, 13C NMR 또는 1H NMR)을 사용하는 방법을 사용하여 결정될 수 있다. 이러한 방법 및 사용될 수 있는 다른 방법은, 예를 들어, 문헌[Food Carbohydrates: Chemistry, Physical Properties, and Applications (S. W. Cui, Ed., Chapter 3, S. W. Cui, Structural Analysis of Polysaccharides, Taylor & Francis Group LLC, Boca Raton, FL, 2005)]에 개시되어 있으며, 이는 본원에 참조로 포함된다.
본원의 알파-글루칸 중합체의 "분자량"은 수 평균 분자량(Mn) 또는 중량 평균 분자량(Mw)으로 표현될 수 있고, 단위는 달톤(Da) 또는 g/mol이다. 대안적으로, 알파-글루칸 중합체의 분자량은 DPw(중량 평균 중합도) 또는 DPn(수 평균 중합도)으로 표현될 수 있다. 올리고당류와 같은 더 작은 알파-글루칸 중합체의 분자량은 선택적으로, 단순히 알파-글루칸 내에 포함된 글루코스의 수를 지칭하는 "DP"(중합도)로 제공될 수 있으며; "DP"는 또한 개별 분자 기준으로 중합체의 분자량을 특징지을 수 있다. 이러한 다양한 분자량 측정을 산출하기 위한 다양한 수단, 예컨대 고압 액체 크로마토그래피(HPLC), 크기 배제 크로마토그래피(SEC), 또는 겔 투과 크로마토그래피(GPC)가 당업계에 알려져 있다.
본원에 사용되는 바와 같이, Mw는 Mw = ΣNiMi2 / ΣNiMi로서 계산될 수 있으며; 여기서, Mi는 개별 사슬 i의 분자량이고 Ni는 그 분자량을 갖는 사슬의 개수이다. SEC 외에도, 중합체의 Mw는 정적 광 산란, 질량 분석, MALDI-TOF(매트릭스 보조 레이저 탈착/이온화 비행 시간), 소각 X-선 또는 중성자 산란, 또는 초원심분리와 같은 다른 기술에 의해 결정될 수 있다. 본원에 사용되는 바와 같이, Mn은 Mn = ΣNiMi / ΣNi로서 계산될 수 있으며; 여기서, Mi는 사슬 i의 분자량이고 Ni는 그 분자량을 갖는 사슬의 개수이다. SEC 외에도, 중합체의 Mn은 다양한 속일성 특성 방법, 예컨대 증기압 삼투 측정법, 양성자 NMR, 양성자 FTIR, 또는 UV-Vis와 같은 분광법에 의한 말단기 결정에 의해 결정될 수 있다. 본원에 사용되는 바와 같이, DPn 및 DPw는 각각 Mw 및 Mn을 하나의 단량체 단위 M1의 몰 질량으로 나누어서 계산될 수 있다. 비치환된 글루칸 중합체의 경우에, M1 = 162이다. 치환된 (유도체화된) 글루칸 중합체의 경우에, M1 = 162 + Mf x DoS이며, 여기서, Mf는 치환기의 몰 질량이고, DoS는 치환도(글루칸 중합체의 글루코스 단위 1개당 치환기의 평균 개수)이다.
본원에서 용어 "결정성", "결정성 고체", "결정" 및 유사 용어는 성분들이 격자를 형성하는 규칙적으로 정렬된 구조로 배열되는 고체 물질을 지칭하며; 이러한 물질은 전형적으로 결정성 영역과 비정질 영역을 모두 갖는 더 큰 조성물의 일부이다. "비정질" 물질은 성분들이 명확한 격자 패턴으로 구성되어 있지 않고 무작위로 구성되어 있다는 점에서 비결정성이다. 결정성 물질은 보통 특징적인 기하학적 형상(예컨대, 플레이트)을 갖지만 비정질 물질은 그렇지 않다. 본원에서 용어 "결정도", "결정도 지수"(CI), "결정성 정도" 등은 결정성인 불용성 알파-글루칸의 부분 양(질량 분율 또는 부피 분율)을 지칭하며, 십진수 또는 백분율 형식으로 지칭될 수 있다(예컨대, 0.65의 결정도는 65%의 결정도에 해당한다). 이러한 부분 양은 불용성 알파-글루칸의 비정질 함량을 포함하는 총량 또는 부피에 대한 것이다. 본원에서 결정도는, 예를 들어, 문헌[Struszczyk et al. (1987, J. Appl. Polym. Sci. 33:177-189)], 미국 특허 출원 공개 제2015/0247176호, 제2010/0233773호, 또는 제2015/0152196호, 및/또는 국제 특허 출원 공개 WO2018/081263호(모두 본원에 참조로 포함됨)에 따라, 시차 주사 열량법(DSC), X-선 회절(XRD), 소각 X-선 산란(SAXS), 적외선 분광법, 및/또는 밀도 측정과 같은 기술을 사용하여 측정될 수 있다. 일부 양태에서, 본원의 불용성 알파-1,3-글루칸의 결정도는 하기 실시예에 개시된 방법론에 따라 결정될 수 있다.
용어 "입자", "미립자" 등은 본원에서 상호교환적으로 사용되며, 미립자 시스템에서 식별가능한 가장 작은 단위를 지칭한다. 일부 양태에서 불용성 알파-글루칸의 입자는 평균 크기가 약 0.05~1.0 미크론(마이크로미터)이다. 용어 "미립자화" 및 유사 용어는 본원의 불용성 알파-글루칸을 입자를 특징짓는 데 사용될 수 있으며; 본 발명의 전형적인 양태에서 미립자화 불용성 알파-글루칸은 이러한 물질이 수성 조건 하에서 분산될 때 존재하는 것과 같다. 일부 양태에서 입자 크기는 입자 직경 및/또는 가장 긴 입자 치수의 길이를 지칭할 수 있다. 평균 크기는 예를 들어 적어도 50, 100, 500, 1000, 2500, 5000, 또는 10000개 또는 그 이상의 입자의 직경 및/또는 가장 긴 입자 치수의 평균에 기초한다. 본원의 입자는 예를 들어 플레이트 형태일 수 있다.
본원에서 용어 "플레이트", "플레이트형", "플레이트-유사", "플레이크형" 및 유사 용어는 일부 양태에서 불용성 알파-글루칸 입자의 형상을 특징짓는다. 본원에서 이러한 형상을 갖는 입자는, 구형, 원통형, 피브릴형, 섬유형, 막대형, 입방형, 침형, 스펀지형/다공형, 층상, 또는 일부 다른 형상과는 대조적으로, 대체로 평평하다(3차원적이기 보다는 2차원적임). 본원의 입자에 대한 플레이트 형상의 예는 도 3b 및 3d에 예시되어 있다. 본원의 입자는 선택적으로 "플레이트", "소판", 및 유사 용어, 및/또는 집합적으로 "마이크로결정성 글루칸" 및 유사 용어로 지칭될 수 있다.
본원에서 용어 "수크로스"는 알파-1,2-글리코시드 결합에 의해 연결된 알파-D-글루코스 분자와 베타-D-프룩토스 분자로 구성된 비환원성 이당류를 지칭한다. 수크로스는 일반적으로 테이블 설탕으로 알려져 있다. 수크로스는 대안적으로 "알파-D-글루코피라노실-(1→2)-베타-D-프룩토프라노시드"로 지칭될 수 있다. "알파-D-글루코피라노실" 및 "글루코실"은 본원에서 상호교환적으로 사용된다.
용어 "글루코실트랜스퍼라아제", "글루코실트랜스퍼라아제 효소", "GTF", "글루칸수크라아제" 등은 본원에서 상호교환적으로 사용된다. 본원의 글루코실트랜스퍼라아제의 활성은 기질인 수크로스의 반응에 촉매 작용을 하여 생성물인 알파-글루칸 및 프룩토스를 생성한다. GTF 반응의 다른 생성물(부산물)은 글루코스, 다양한 가용성 글루코-올리고당, 및 류크로스를 포함할 수 있다. 글루코실트랜스퍼라아제 효소의 야생형 형태는 일반적으로 신호 펩티드(이는 전형적으로 절단 과정에 의해 제거됨), 다양한 도메인, 촉매 도메인, 및 글루칸 결합 도메인을 (N 말단에서 C 말단 방향으로) 포함한다. 본원의 글루코실트랜스퍼라아제는 CAZy(탄수화물 활성 효소) 데이터베이스에 따라 글리코시드 가수분해효소군 70(GH70)으로 분류된다(문헌[Cantarel et al., Nucleic Acids Res. 37:D233-238, 2009]).
본원에서 용어 "글루코실트랜스퍼라아제 촉매 도메인"은 글루코실트랜스퍼라아제 효소에 알파-글루칸-합성 활성을 제공하는 글루코실트랜스퍼라아제 효소의 도메인을 지칭한다. 글루코실트랜스퍼라아제 촉매 도메인은 전형적으로 이러한 활성을 갖기 위해 임의의 다른 도메인의 존재를 필요로 하지 않는다.
용어 "효소 반응", "글루코실트랜스퍼라아제 반응", "글루칸 합성 반응", "반응 조성물", "반응 제형" 등은 본원에서 상호교환적으로 사용되며 일반적으로 초기에 물, 수크로스, 적어도 하나의 활성 글루코실트랜스퍼라아제 효소, 및 선택적으로 다른 성분을 포함하는 반응을 지칭한다. 전형적으로 반응이 시작된 후에 글루코실트랜스퍼라아제 반응에 추가로 존재할 수 있는 성분에는 프룩토스, 글루코스, 류크로스, 가용성 글루코-올리고당류(예컨대, DP2~DP7)(이는 사용되는 글루코실트랜스퍼라아제에 따라 생성물 또는 부산물로 간주될 수 있음), 및/또는 DP8 이상(예컨대, DP100 이상)의 불용성 알파-글루칸 생성물(들)이 포함된다. 특정 글루칸 생성물, 예컨대 중합도(DP)가 적어도 8 또는 9인 알파-1,3-글루칸은 수-불용성이며 따라서 글루칸 합성 반응에서 용해되지 않고, (예컨대, 반응으로부터 침전되기 때문에) 오히려 용액 밖에 존재할 수 있음이 이해될 것이다. 이는 물, 수크로스 및 글루코실트랜스퍼라아제 효소를 접촉시키는 단계가 수행되는 글루칸 합성 반응에서 그러하다. 본원에 사용되는 바와 같이 용어 "적합한 반응 조건 하에서"는 글루코실트랜스퍼라아제 효소 활성을 통한 알파-글루칸 생성물(들) 및 프룩토스로의 수크로스의 전환을 지원하는 반응 조건을 지칭한다. 투입된 수크로스로부터 원래 유래된 글루코실 기가 효소적으로 전달되어 알파-글루칸 중합체 합성에 사용되는 것은 이러한 반응 동안이며; 따라서 이러한 과정에 관여하는 글루코실 기는 선택적으로 글루코실트랜스퍼라아제 반응의 글루코실 성분 또는 모이어티(또는 유사 용어)로 지칭될 수 있다. 본원의 글리코실트랜스퍼라아제 반응에 의해 생성된 불용성 알파-글루칸은, 예컨대 가수분해 절차를 통해, 본 발명의 불용성 알파-글루칸을 제조하는 데 사용될 수 있다.
본원의 일부 양태에서 글루코실트랜스퍼라아제 반응에서 불용성 알파-글루칸 생성물의 "수율"은 전환된 수크로스에 기초한 몰 수율을 나타낸다. 알파-글루칸 생성물의 몰 수율은 불용성 알파-글루칸 생성물의 몰을 전환된 수크로스의 몰로 나눈 것에 기초하여 계산될 수 있다. 전환된 수크로스의 몰은 다음과 같이 계산될 수 있다: (초기 수크로스의 질량 - 최종 수크로스의 질량) / 수크로스의 분자량 [342 g/mol]. 이러한 몰 수율 계산은 불용성 알파-글루칸에 대한 반응 선택성의 척도로 간주될 수 있다. 일부 양태에서, 글루코실트랜스퍼라아제 반응에서 불용성 알파-글루칸 생성물의 "수율"은 반응의 글루코실 성분에 기초할 수 있다. 이러한 수율(글루코실에 기초한 수율)은 다음 식을 사용하여 측정될 수 있다:
불용성 알파-글루칸 수율 = ((IS/2-(FS/2+LE/2+GL+SO)) / (IS/2-FS/2)) x 100%.
글루코실트랜스퍼라아제 반응의 프룩토스 균형을 측정하여, 해당되는 경우, HPLC 데이터가 범위를 벗어나지 않는지 확인할 수 있다(90 내지 110%가 허용가능한 것으로 간주됨). 프룩토스 균형은 다음 식을 사용하여 측정될 수 있다:
프룩토스 균형 = ((180/342 x (FS+LE)+FR)/(180/342 x IS)) x 100%.
상기 2개의 식에서, IS는 [초기 수크로스]이고, FS는 [최종 수크로스]이고, LE은 [류크로스]이고, GL은 [글루코스]이고, SO는 [가용성 올리고머] (글루코-올리고당류)이고, FR은 [프룩토스]이고; 이중 괄호 안에 제공된 각각의 전술한 기질/생성물의 농도는 그램/L 단위이며 예를 들어 HPLC에 의해 측정된 바와 같다.
본원에서 불용성 알파-글루칸의 "케이크"는 적어도 (i) 약 50 중량% 내지 90 중량%의 물 또는 수용액, 및 (ii) 약 10 중량% 내지 50 중량%의 불용성 알파-글루칸을 포함하는 응축, 압밀, 포장, 압착 및/또는 압축된 형태의 제제를 지칭한다. 일부 양태에서 케이크는 "필터 케이크" 또는 "습윤 케이크"로 지칭될 수 있다. 본원의 케이크는 전형적으로 연질, 고체-유사 점조성(consistency)을 갖는다.
"건조한" 또는 "건조된" 불용성 알파-글루칸을 포함하는 본원의 조성물은 전형적으로 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0.5, 또는 0.1 중량% 미만의 물을 포함한다.
본원에서 용어 "가수분해" 및 유사 용어는, 불용성 알파-글루칸의 글리코시드 결합을 절단하는 데 물이 소모되는, 불용성 알파-글루칸을 더 작은 (더 작은 분자량의), 그러나 여전히 불용성인 알파-글루칸으로 분해하는 것을 지칭한다. 본원에서 "가수분해 반응", "가수분해 반응 조성물", 또는 유사 용어는 전형적으로 초기에 적어도 수성 액체, 불용성 알파-글루칸, 및 가수분해제(예컨대, 화학적 촉매/효소)를 포함하는 반응을 지칭한다. 본원에서 지칭되는 바와 같이 산 가수분해 반응은 가수분해제로서 산을 포함하며; 예를 들어, 본원의 산 가수분해 반응에서 pH는 4.0 이하일 수 있다.
용어 "부피%", "부피 백분율", "vol %" 및 "v/v %" 등은 본원에서 상호교환적으로 사용된다. 용액 중 용질의 부피%는 다음 식을 사용하여 결정될 수 있다: [(용질의 부피)/(용액의 부피)] × 100%.
용어 "중량%", "중량 백분율(중량%)" 및 "중량-중량 백분율(% w/w)" 등은 본원에서 상호교환적으로 사용된다. 중량%는 재료가 조성물, 혼합물 또는 용액 중에 포함될 때 질량을 기준으로 한 재료의 백분율을 지칭한다.
용어 "중량/부피%","w/v%" 등은 본원에서 상호교환적으로 사용된다. 중량/부피%는 다음과 같이 계산될 수 있다: ((물질의 질량 [g])/(물질의 총 부피 [mL] + 물질이 들어 있는 액체)) x 100%. 물질은 액체 중에 불용성일 수 있거나(즉, 분산액과 같이, 액체상 중 고체상일 수 있거나), 또는 액체에 가용성일 수 있다(즉 액체에 용해된 용질일 수 있다).
본원에서 용어 "안료 부피 농도"(PVC)는 코팅에 존재하는 안료의 부피 대 총 비휘발성 물질의 부피의 비를 지칭하며, 전형적으로 백분율로 표시된다. PVC를 계산하는 식은 다음과 같다: ((안료 부피) / (안료 부피 + 결합제 부피 + 다른 고형물 부피)) x 100. 본원에서 "안료"는, 예를 들어, 물에 대한 용해도가 20℃에서 0.01 중량% 미만 (예컨대, 0.0001 중량% 미만)이고, 350 nm 내지 700 nm 범위의 파장에서 광 흡수, 예컨대 하나의 최대값을 갖는 흡수를 나타내는 임의의 유기 및/또는 무기 실체를 지칭할 수 있다.
본원에 사용되는 바와 같이 용어 "수성 액체", "수성 유체", "수성 조건", "수성 반응 조건", "수성 세팅", "수성 시스템" 등은 물 또는 수용액을 지칭한다. 본원의 "수용액"은 하나 이상의 용해된 염을 포함할 수 있고, 최대의 총 염 농도는 일부 실시 형태에서 약 3.5 중량%일 수 있다. 본원의 수성 액체는 일반적으로 액체 내 유일한 용매로서 물을 포함하지만, 수성 액체는 물에 섞일 수 있는 하나 이상의 다른 용매(예를 들어, 극성 유기 용매)를 선택적으로 포함할 수 있다. 따라서, 수용액은 적어도 약 10 중량%의 물을 갖는 용매를 포함할 수 있다.
본원에서 "수성 조성물"은 예를 들어 약, 또는 적어도 약 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95, 99, 또는 100 중량%의 물을 포함하는 액체 성분을 갖는다. 수성 조성물의 예에는 예를 들어 혼합물, 용액, 분산액(예컨대, 콜로이드 분산액), 현탁액 및 에멀젼이 포함된다.
본원에 사용되는 바와 같이, 용어 “콜로이드 분산액”은 분산상 및 분산 매질을 갖는, 즉 미시적으로 분산된 불용성 입자가 다른 물질(예를 들어, 물 또는 수용액과 같은 수성 조성물) 전체에 걸쳐 현탁되어 있는 불균질 시스템을 지칭한다. 본원의 콜로이드 분산액의 예는 히드로콜로이드이다. 히드로콜로이드와 같은 콜로이드 분산액의 입자의 전부 또는 일부는 본원에 개시된 바와 같은 불용성 알파-1,3-글루칸을 포함할 수 있다. "분산제" 및 "분산 제제"라는 용어는 분산액의 형성 및 안정화를 촉진하는 물질을 지칭하기 위하여 본원에서 상호교환적으로 사용된다. 본원에서 "분산"은 수성 액체 중 물질의 분산액을 제조하는 행위를 지칭한다. 본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "라텍스" (및 유사 용어)는 물 또는 수용액 중 하나 이상의 유형의 중합체 입자의 분산액을 지칭하며; 전형적으로, 적어도 불용성 알파-글루칸 입자는 분산된 중합체 성분으로서 라텍스 조성물에 존재한다. 일부 양태에서, 라텍스는 적어도 불용성 알파-글루칸 입자의 분산액을 포함하는 에멀젼이다. 본원에서 "에멀젼"은 하나의 액체의 다수의 소적의 다른 액체 중의 분산액이며, 소적은 가용성 또는 혼화성이 아니다(예컨대, 극성 액체, 예컨대 물 또는 수용액 중 비극성 물질, 예컨대 오일 또는 다른 유기 액체, 예컨대 알칸). 에멀젼은, 예를 들어 선택적으로 에멀젼을 안정화시킬 수 있는, 본원의 분산된 알파-글루칸 입자를 추가로 포함할 수 있다. 그러나, 일부 양태에서, 본원의 에멀젼은 "건조 에멀젼"일 수 있다. 건조 에멀젼은 전형적으로 액체 에멀젼의 물의 전부 또는 대부분(예컨대 >95%, >99%, 또는 >99.5%)을 제거함으로써, 예컨대 동결-건조 또는 분무-건조에 의해 생성된다.
본 발명의 불용성 알파-글루칸 입자는 예를 들어 분산액 또는 에멀젼에 안정성을 제공할 수 있다. 본원에서 분산액 또는 에멀젼의 "안정성"(또는 "안정한" 품질)은, 예를 들어, 분산액의 분산된 입자, 또는 다른 액체 중에 분산된 액체 소적(에멀젼)이, 분산액 또는 에멀젼의 초기 제조 후 약, 또는 적어도 약 2, 4, 6, 9, 12, 18, 24, 30, 또는 36개월의 기간 동안, 분산된 상태(예컨대, 분산액의 입자 또는 에멀젼의 액체 소적의 약, 또는 적어도 약 70, 75, 80, 85, 90, 95, 96, 97, 98, 99, 또는 100 중량%가 분산된 상태임)로 유지되는 능력이다. 안정한 분산액 또는 에멀젼은 분산/유화된 물질의 전체 크림화, 침강, 응집(flocculation) 및/또는 유착(coalescence)에 저항할 수 있다.
본원에서 "불용성", "수성-불용성", "물-불용성"인 알파-글루칸 (및 유사 용어) (예컨대, DP가 8 이상인 알파-1,3-글루칸)은 물 또는 다른 수성 조건에서 용해되지 않고 (또는 인지 가능하게 용해되지 않고), 선택적으로 수성 조건은 0 내지 9의 pH (예컨대, pH 6 내지 8) 및/또는 약 1 내지 130℃의 온도 (예컨대, 20 내지 25℃)를 갖는 것을 추가로 특징으로 한다. 일부 양태에서, 1.0 그램 미만(예컨대, 검출 불가능한 양)의 수성-불용성 그래프트 공중합체 또는 이의 유도체는 1000 밀리리터의 이러한 수성 조건(예컨대, 23℃의 물)에 용해된다. 대조적으로, "가용성", "수성-가용성", "수용성" 등인 본원의 특정 올리고당류와 같은 글루칸(예컨대, DP가 8 미만인 알파-1,3-글루칸)은 이러한 조건 하에서 인지 가능하게 용해된다.
본원에 사용되는 바와 같이 용어 "점도"는 유체(수성 또는 비수성)가 유체를 유동하게 하는 경향이 있는 힘에 저항하는 정도의 척도를 지칭한다. 본원에 사용될 수 있는 점도의 다양한 단위는 예를 들어 센티푸아즈 (cP, cps) 및 파스칼-초(Pa·s)를 포함한다. 센티푸아즈는 푸아즈의 백분의 일이고, 1 푸아즈는 0.100 kg·m-1·s-1과 동일하다.
본원에서 용어 "가교결합한다", "가교결합되는" 등은 본원에 개시된 바와 같은 불용성 알파-글루칸 입자와 같은 중합체를 연결하는 하나 이상의 결합(전형적으로 공유 결합)을 지칭한다. 다수의 결합을 갖는 가교결합은 전형적으로, 가교결합을 형성하는 데 사용된 가교결합제의 일부인 1개 이상의 원자를 포함한다. 본원에서 용어 "가교결합 제제", "가교결합제" 등은 가교결합을 생성할 수 있는 원자 또는 화합물을 지칭한다. 본원에서 용어 "가교결합 반응" 및 유사 용어 (예컨대, "가교결합 조성물", "가교결합 제제")는 전형적으로 적어도 용매, 가교결합제, 불용성 알파-글루칸 입자 및 선택적으로 다른 중합체를 포함하는 반응을 지칭하며; 반응은, 예를 들어, 필름 또는 코팅의 제조와 관련될 수 있다. 일부 양태에서 가교 반응은 물과 같은 수성 용매를 포함하는 반면에, 다른 양태에서 용매는 비수성이다.
용어 "가정 케어 제품", "가정 케어" 등은 전형적으로 가정의 처리, 세정, 관리, 및/또는 컨디셔닝과 관련된 제품, 상품 및 서비스를 의미한다. 전술한 것에는, 예를 들어, 그러한 케어에 적용되는 화학물질, 조성물, 생성물, 또는 이들의 조합이 포함된다.
일부 양태에서, 본원에서 용어 "섬유", "섬유들" 등은 스테이플 섬유(스테이플 길이 섬유) 및 연속 섬유를 지칭한다. 본원에서 섬유는 알파-1,3-글루칸, 천연 섬유(예컨대, 셀룰로오스, 면, 모, 견), 또는 합성 섬유(예컨대, 폴리에스테르), 또는 섬유를 형성할 수 있는 본원에 개시된 물질의 임의의 다른 유형을 포함할 수 있다.
용어 "패브릭", "직물" 및 "천" 등은 천연 및/또는 인공 섬유의 네트워크를 갖는 직조 물질을 지칭하기 위하여 본원에서 상호교환적으로 사용된다. 이러한 섬유는, 예를 들어 실 또는 얀(yarn)의 형태일 수 있다.
본원에서 용어 "부직", "부직 제품", "부직 웨브" 등은 전형적으로 무작위 또는 식별불가능한 방식으로 얽혀 있는 개별 섬유 또는 필라멘트의 웨브를 지칭한다. 이것은 섬유 또는 필라멘트의 식별 가능한 네트워크를 갖는 편직 또는 직조 패브릭과는 대조적이다. 일부 양태에서, 부직 제품은 기재 또는 배킹과 같은 다른 물질에 결합 또는 부착된 부직 웨브를 포함한다. 일부 양태에서 부직물은 인접한 부직 섬유들을 함께 결합하는 결합제 또는 접착제(강화제)를 추가로 함유할 수 있다. 부직물 결합제 또는 접착제는 예를 들어 분산액/라텍스, 용액, 또는 고체의 형태로 부직물에 적용될 수 있고, 이어서 처리된 부직물은 전형적으로 건조된다.
"패브릭 케어 조성물", "세탁 케어 조성물", 및 유사 용어는 패브릭, 부직물, 및/또는 임의의 유사한 물질을 몇몇 방식으로 처리하는 데 적합한 임의의 조성물을 지칭한다. 이러한 조성물의 예에는 세탁 세제 및 섬유 유연제가 포함된다.
본원에서 "세제 조성물"은 전형적으로 적어도 계면활성제(세제 화합물) 및/또는 빌더(builder)를 포함한다. 본원에서 "계면활성제"는 이 물질이 용해된 액체의 표면 장력을 감소시키는 경향이 있는 물질을 지칭한다. 계면활성제는 예를 들어 세제, 습윤제, 유화제, 발포제(foaming agent), 및/또는 분산제로 작용할 수 있다.
용어 "개인 케어 제품" 및 유사 용어는 전형적으로, 개인의 처리, 세정, 클렌징, 관리, 및/또는 컨디셔닝과 관련된 제품, 상품 및 서비스를 의미한다. 전술한 것에는, 예를 들어, 그러한 케어에 적용되는 화학물질, 조성물, 생성물, 또는 이들의 조합이 포함된다.
용어 "섭취가능 제품", "섭취가능 조성물" 등은 소비를 위한 것인지 여부에 관계없이, 단독으로 또는 다른 물질과 함께, 경구로(즉, 입으로) 복용할 수 있는 임의의 물질을 지칭한다. 따라서, 섭취가능 제품은 식품/음료 제품을 포함한다. "식품/음료 제품"은 고체, 반고체, 또는 액체를 포함하는, 인간 또는 동물에 의한 (예컨대, 영양을 목적으로) 소비를 위해 의도된 임의의 식용 제품을 지칭한다. 본원에서 "식품"은 선택적으로 예를 들어 "식료품", "식품 제품", 또는 다른 유사한 용어로 지칭될 수 있다. "비-식용 제품" ("비-식용 조성물")은 식품 또는 음료 소비 이외의 목적으로 입으로 복용할 수 있는 임의의 조성물을 지칭한다. 본원에서 비-식용 제품의 예에는 보충제, 기능식품(nutraceutical), 기능성 식품 제품, 제약 제품, 구강 케어 제품(예컨대, 치분(dentifrice), 구강청결제), 및 화장품, 예컨대 가당 립밤이 포함된다. 본원에서 "제약 제품", "의약", "의약품", "약물" 또는 유사 용어는 질병 또는 상해를 치료하는 데 사용되는 조성물을 지칭하며, 장내로 또는 비경구적으로 투여될 수 있다.
본원에서 용어 "필름", "시트" 및 유사 용어는 대체로 얇은, 시각적으로 연속적인 재료를 지칭한다. 필름은 재료 상에 층 또는 코팅으로서 포함될 수 있거나, 단독으로(예를 들어, 재료 표면에 부착되지 않음, 독립형) 존재할 수 있다. 본원에 사용되는 바와 같이 "코팅"(및 유사 용어)은 재료의 표면을 덮는 층을 의미한다. 본원의 필름 또는 코팅을 특징짓는 데 사용되는 바와 같은 용어 "균일한 두께"는 예를 들어, (i) 총 필름/코팅 면적의 적어도 20%이고, (ii) 두께의 표준 편차가 약 50 nm 미만인, 인접 영역을 지칭할 수 있다. 용어 "연속층"은 조성물의 건조된 층이 조성물이 적용된 표면의 99% 이상을 덮고, 기재 표면을 노출하는 층에서 1% 미만의 공극을 갖는, 기재의 적어도 일부에 적용된 조성물의 층을 의미한다. 층이 적용된 표면의 99% 이상은 층이 적용되지 않은 기재의 임의의 영역을 배제한다. 본원에서 코팅은 일부 양태에서 연속 층을 만들 수 있다. 본원에서 코팅 조성물 (및 유사 용어)은 기재 상에 층을 형성하는 모든 고체 성분, 예컨대 본원의 불용성 알파-글루칸 입자 및 선택적으로, 안료, 계면활성제, 분산제, 결합제, 가교결합제, 및/또는 다른 첨가제를 지칭한다.
본원에서 용어 "페인트" (및 유사 용어)는 표면 상에 얇은 코트로 펴 바를 때 접착성 코팅을 형성하는 데 사용될 수 있는, 적합한 액체(예컨대, 수성 액체) 중 안료의 분산액인 코팅 조성물의 유형이다. 표면에 도포될 때 페인트는 표면에 착색/장식, 보호, 및/또는 처리(예컨대, 프라이머)를 제공할 수 있다. 본원에서 페인트는, 분산된 불용성 알파-1,3-글루칸(즉, 분산된 중합체)을 추가로 포함하기 때문에, 선택적으로 라텍스 또는 라텍스 페인트로서 특징지어질 수 있다.
본원에서 "복합재"는 본 발명의 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 둘 이상의 성분을 포함한다. 전형적으로, 복합재의 성분들은 분리에 저항하며 성분들 중 하나 이상은 복합재 밖에서의 그의 단독의 특성과 비교하여 향상된 및/또는 상이한 특성을 나타낸다(즉, 복합재는 일반적으로 그의 원래의 성분들로 용이하게 분리가능한 단순한 혼합물이 아니다). 본원에서 복합재는 일반적으로 고체 물질이고, 예를 들어 압출 또는 성형 공정을 통해 제조될 수 있다.
폴리펩티드 아미노산 서열(예컨대, 글루코실트랜스퍼라아제의 것)과 관련하여 본원에 사용되는 바와 같이 용어 "서열 동일성", "동일성" 등은 본원에 참조로 포함된 미국 특허 출원 공개 제2017/0002336호에 정의 및 결정된 바와 같다.
용어 "단리된"은 자연에서 발생하지 않는 형태 또는 환경 중의 물질(또는 공정)을 의미한다. 단리된 물질의 비제한적인 예에는 임의의 비-천연 물질, 예컨대 본원의 불용성 알파-1,3-글루칸의 일부 형태(뿐만 아니라 이를 제조하는 데 사용되는 효소 반응 및 다른 공정)가 포함된다. 본원에 개시된 실시 형태는 합성/인조이고/이거나(인간의 개입/관여를 제외하고는 제조될 수 없음), 천연이 아닌 특성을 갖는다고 여겨진다.
본원에 사용된 "증가된"이란 용어는 증가된 양 또는 활성이 비교되는 양 또는 활성보다 적어도 약 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 50%, 100%, 또는 200% 초과인 양 또는 활성을 의미할 수 있다. "증가된", "상승된", "향상된", "~보다 큰" 및 "개선된" 등의 용어는 본원에서 상호교환적으로 사용된다.
다양한 응용 분야에서 이 물질의 경제적 가치와 성능 특성을 향상시키기 위해 새로운 형태의 불용성 알파-글루칸이 필요하다. 이러한 필요를 해결하기 위해 높은 결정도 및 제어된 입자 크기를 갖는 불용성 알파-1,3-글루칸을 포함하는 조성물이 본원에 개시된다.
본 발명의 일부 실시 형태는 결정도가 적어도 약 0.65인 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 조성물에 관한 것이며, 불용성 알파-글루칸은 중량 평균 중합도(DPw)가 적어도 15이고, 불용성 알파-글루칸의 글리코시드 결합의 적어도 50%는 알파-1,3 글리코시드 결합이다. 본 발명의 또 다른 일부 실시 형태는 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 조성물에 관한 것이며, 입자의 적어도 70 중량%는 플레이트의 형태이고 불용성 알파-글루칸의 글리코시드 결합의 적어도 50%는 알파-1,3 글리코시드 결합이고, (i) 불용성 알파-글루칸 입자의 적어도 80 중량%는 직경이 1.0 미크론 미만이고/이거나, (ii) 불용성 알파-글루칸 입자의 40 내지 60 중량%는 직경이 0.35 미크론 미만이다. 본원에 개시된 바와 같은 불용성 알파-글루칸 입자는 몇 가지 유리한 특징을 갖는데, 예컨대, 일부 양태에서, 저 pH 조건 하에 안정하고/하거나(예컨대, 입자의 수성 분산액의 분자량 및/또는 점도의 안정성), 독특한 광학적 특징(예컨대, 높은 광학적 투명성, 반투명함)을 갖고/갖거나, 향상된 점도 프로파일을 갖고/갖거나(예컨대, 더 높은 DPw 불용성 알파-글루칸과 비교하여 더 높은 점도, 건조된 후에도 점도 용량을 유지함), 또는 페인트에서 향상된 안료 증량제 기능을 갖는다.
전형적으로, 본원에 개시된 조성물의 불용성 알파-글루칸의 글리코시드 결합의 적어도 약 50%는 알파-1,3 글리코시드 결합이다. 일부 양태에서 불용성 알파-글루칸은 약, 또는 적어도 약 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%, 또는 100%의 알파-1,3-글리코시드 결합을 포함할 수 있다. 따라서, 일부 양태에서, 불용성 알파-글루칸은 약 60%, 50%, 40%, 30%, 20%, 15%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5% 미만, 또는 0%의, 알파-1,3이 아닌 글리코시드 결합을 갖는다. 일반적으로, 알파-1,3이 아닌 글리코시드 결합은 대부분 또는 전적으로 알파-1,6이다. 특정 실시 형태에서, 불용성 알파-글루칸은 분지점을 갖지 않거나, 글루칸 내 글리코시드 결합의 백분율로서 약 5%, 4%, 3%, 2%, 또는 1% 미만의 분지점을 갖는다. 알파-글루칸이 50%의 알파-1,3 글리코시드 결합을 포함하는 양태에서, 그러한 글루칸은 알터난(교번하는 알파-1,3 및 -1,6 결합)을 포함하지 않는다.
일부 양태에서, 불용성 알파-글루칸의 DPw 또는 DPn은 적어도 약 15이다. 일부 양태에서 불용성 알파-글루칸의 DPw 또는 DPn은 예를 들어 약 15, 20, 25, 30, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 110, 125, 150, 175, 200, 15~100, 25~100, 35~100, 15~80, 25~80, 35~80, 15~60, 25~60, 35~60, 15~55, 25~55, 25~50, 35~55, 35~50, 35~45, 35~40, 40~100, 40~80, 40~60, 40~55, 40~50, 45~60, 45~55, 또는 45~50일 수 있거나, 그 이상일 수 있거나, 또는 그 미만일 수 있다.
본 발명의 일부 양태에서 불용성 알파-글루칸 입자는 결정도(결정도 지수)가 적어도 약 0.65이다. 입자의 결정도는 예를 들어 약, 또는 적어도 약 0.55, 0.60, 0.65, 0.66, 0.67, 0.68, 0.69, 0.70, 0.71, 0.72, 0.73, 0.74, 0.75, 0.76, 0.77, 0.78, 0.79, 0.80, 0.81, 0.82, 0.83, 0.84, 0.85, 0.60~0.83, 0.65~0.83, 0.67~0.83, 0.69~0.83, 0.60~0.81, 0.65~0.81, 0.67~0.81, 0.69~0.81, 0.60~0.78, 0.65~0.78, 0.67~0.78, 0.69~0.78, 0.60~0.76, 0.65~0.76, 0.67~0.76, 또는 0.69~0.76일 수 있다. 일반적으로, 결정성이 아닌 본원의 불용성 알파-글루칸의 그러한 부분은 비정질이다. 전술한 결정도 값으로부터, 비정질인 입자의 중량%는 예를 들어 약 45%, 40%, 35%, 30%, 25%, 20%, 또는 15%이거나, 또는 그 미만이다. 본원의 알파-글루칸 입자의 결정도는 다음과 같은 (예컨대, 상기에 열거된 바와 같은 또는 하기 실시예에서) 임의의 적합한 방법에 따라 측정한 바와 같을 수 있다. 본원의 불용성 알파-글루칸의 샘플은 약 55-65℃(예컨대, 60℃)로 설정된 진공 오븐에서 적어도 약 2 시간(예컨대, 8 내지 12시간) 동안 건조된다. 이어서, 약 1~2 cm 폭 x 3~5 cm 길이 x 3~5 mm 깊이의 웰을 갖는 스테인리스 강 홀더 내에 샘플을 패킹한 후에, 반사 모드로 설정된 적합한 회절계(예를 들어 X'PERT MPD POWDER 회절계, 네덜란드 소재의 PANalytical B.V.) 내에 홀더를 로딩하여 샘플의 X-선 회절 패턴을 측정한다. X선 공급원은 광학 초점 미러 및 약 1/16°의 좁은 슬릿을 구비한 Cu X선 튜브 라인 공급원이다. 약 1/8°로 설정된 산란 방지 슬릿 및 1-D 검출기로 X선을 검출한다. 스텝당 약 0.1도로 약 4 내지 60도의 2θ 범위에서 데이터를 수집한다. 이어서, 약 7.2 내지 30.5도의 직선 기준선을 빼고, 데이터에 맞게 조정된 기지의 비정질 알파-1,3-글루칸 샘플의 XRD 패턴을 뺀 후, 그 범위의 나머지 결정 피크를 기지의 탈수된 알파-1,3-글루칸 결정 반사에 해당하는 일련의 가우스 곡선으로 피팅함으로써, 얻어진 X선 패턴을 분석한다. 이어서, 결정 피크에 해당하는 면적을 기준선-차감된 곡선 아래의 총 면적으로 나누어 결정화 지수를 얻는다.
본원의 조성물 내의 불용성 알파-글루칸의 입자의 적어도 약 80 중량%는, 예를 들어, 플레이트의 형태이다. 일부 양태에서, 불용성 알파-글루칸의 입자의 약, 또는 적어도 약 60, 65, 70, 75, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 60~85, 60~80, 60~75, 60~70, 65~85, 65~80, 65~75, 65~70, 70~85, 70~80, 또는 70~75 중량%는 플레이트의 형태이다. 본원의 불용성 알파-1,3-글루칸의 플레이트는 (예컨대, TEM 또는 SEM과 같은 전자 현미경에 의해 관찰되는 바와 같이) 도 3b 및 도 3d에 도시된 입자와 시각적으로 동일하거나 유사할 수 있다. 전형적으로, 조성물 내의 불용성 알파-글루칸의 입자의 나머지는 도 3c에 도시된 것과 같이 비-플레이트 형태이다. 일부 양태에서, 비-플레이트 형태인 나머지 입자는 외관이 피브릴형 및/또는 줄무늬형인 것을 특징으로 할 수 있다. 그러나, 일부 양태에서, 본원의 조성물 내의 불용성 알파-글루칸의 입자의 약, 또는 적어도 약 10, 20, 30, 40, 50, 60, 또는 70 중량%는 플레이트의 형태이다.
본 발명의 일부 양태에서, 조성물의 불용성 알파-글루칸 입자의 적어도 약 70 중량%는 직경이 1.0 미크론 미만이다. 그러나, 일부 양태에서, 조성물의 불용성 알파-글루칸 입자의 약, 또는 적어도 약 65 중량%, 70 중량%, 75 중량%, 80 중량%, 85 중량%, 90 중량%, 95 중량%, 65~95 중량%, 70~95 중량%, 75~95 중량%, 80~95 중량%, 85~95 중량%, 65~90 중량%, 70~90 중량%, 75~90 중량%, 80~90 중량%, 85~90 중량%, 65~85 중량%, 70~85 중량%, 75~85 중량%, 또는 80~85 중량%는 직경이 약 1.0 미크론 미만이다. 일부 양태에서, 불용성 알파-글루칸 입자의 약 40~60 중량%, 40~55 중량%, 45~60 중량%, 45~55 중량%, 47~53 중량%, 48~52 중량%, 49~51 중량%, 또는 50 중량%는 직경이 약 1.0, 0.9, 0.8, 0.7, 0.6, 0.5, 0.4, 0.35, 0.34, 0.32, 0.30, 0.28, 0.26, 0.25, 0.24, 0.23, 0.22, 0.21, 0.20, 0.19, 0.18, 0.17, 0.16, 0.15, 0.14, 0.13, 0.12, 0.11, 0.10, 0.10~1.0, 0.10~0.80, 0.10~0.60, 0.10~0.40, 0.10~0.35, 0.10~0.30, 0.10~0.25, 0.10~0.20, 0.15~0.35, 0.15~0.30, 0.15~0.25, 또는 0.15~0.20 미크론이거나 또는 그 미만이고; 이러한 전술한 미크론 값은 선택적으로 "D50" (직경-50) 값인 것으로 간주될 수 있다. 일부 양태에서 알파-글루칸 입자는 두께가 약 0.010, 0.015, 0.020, 0.025, 0.030, 또는 0.010~0.030 미크론일 수 있으며; 이러한 두께는 전술한 직경 양태 중 임의의 것과 관련될 수 있다. 본원의 입자 크기는, 예를 들어, 미국 특허 제6091492호, 제6741350호 및 제9297737호(모두 본원에 참조로 포함됨) 중 임의의 것에 기술된 바와 같이, 및/또는 하기 실시예에 개시된 바와 같이, 광 산란 또는 전기 임피던스 변화(예컨대, Coulter Counter를 사용)를 포함하는 공정에 의해 측정될 수 있다. 입자 크기 및/또는 분포는 예를 들어 수성 분산액에 포함된 입자에 대해 측정되는 바와 같을 수 있고/있거나 광산란 기술을 사용하여 측정되는 바와 같을 수 있다.
일부 양태에서, 알파-글루칸 입자는 다분산도 지수(PDI)가 약 1.13, 1.17, 1.2, 1.23, 1.27, 1.3, 1.13~1.3, 1.13~1.27, 1.13~1.23, 1.17~1.3, 1.17~1.27, 1.17~1.23, 또는 1.18~1.22이거나, 또는 그 미만이다.
본원의 알파-글루칸은 고도로 알칼리성이 아닌 수성 시스템, 예컨대 pH ≤ 10 또는 11인 시스템에서 불용성이다. 일반적으로, 본원의 수성 세팅에서 글루칸 중합체의 용해도는 그의 결합 프로파일, 분자량, 및/또는 분지도와 관련된다. 예를 들어, ≥95% 1,3 결합을 갖는 알파-1,3-글루칸은 일반적으로 20℃의 수성 조건에서 8 이상의 DP에서 불용성이다. 일반적으로, 분자량이 증가함에 따라, 알파-1,3-글루칸 불용성에 필요한 알파-1,3 결합의 백분율이 감소한다.
본원의 불용성 알파-글루칸 입자는, 예를 들어 본원에 개시된 가수분해 방법에 의해 생성되는 바와 같을 수 있다. 전형적으로, 본원의 불용성 알파-글루칸 입자 및/또는 이의 임의의 전구체는 어떠한 화학적 유도체화(예컨대, 에테르화, 에스테르화, 포스포릴화, 황산화)도 갖지 않는다(예컨대, 글루칸 히드록실 기의 수소가 비-당 화학기로 치환되지 않음). 본원에서 입자의 제조에 사용되는 불용성 알파-글루칸은 전형적으로 불활성 용기에서(전형적으로 무세포 조건 하에서) 효소적으로 유도되며, 세포벽(예컨대, 진균 세포벽)으로부터 유도되지 않는다.
본 발명의 일부 실시 형태는 본원의 불용성 알파-글루칸 입자의 제조 방법에 관한 것이다. 이러한 방법은, 예를 들어, 하기 단계들을 포함할 수 있다: (a) 불용성 알파-글루칸(전구체)을 합성하는, 적어도 물, 수크로스 및 글루코실트랜스퍼라아제 효소를 포함하는 효소 반응에서 생성되는 바와 같은 불용성 알파-글루칸을 제공하는 단계 (불용성 알파-글루칸은 DPw 또는 DPn이 적어도 약 200이고 불용성 알파-글루칸의 글리코시드 결합의 적어도 50%는 알파-1,3 글리코시드 결합임); (b) 불용성 알파-글루칸(전구체)을 DPw 또는 DPn이, 예를 들어, 약 35 내지 약 100(또는 예를 들어 약 200 이하)인 불용성 알파-글루칸 입자로 가수분해하는 단계 (상기 가수분해는 2.0 이하의 pH에서 수성 조건 하에 수행됨); 및 (c) 선택적으로, 단계 (b)에서 생성된 불용성 알파-글루칸 입자를 단리하는 단계를 포함한다. 이 방법의 단계 (b)는 선택적으로 "산 가수분해" 방법 또는 반응으로 특징지어질 수 있다.
본원의 불용성 알파-글루칸 입자의 제조 방법의 단계 (a)는 불용성 알파-글루칸 전구체를 제공하는 데 관한 것이며, 이는 이어서 가수분해 단계 (b)에 들어간다. 본원의 불용성 "알파-글루칸 전구체"는 그 자체로 불용성 알파-글루칸이지만, 산 가수분해 방법에 의해 생성되는 불용성 알파-글루칸의 분자량보다 큰 분자량을 갖는다. 불용성 알파-글루칸 전구체는 상기에 개시된 바와 같은 글리코시드 결합 프로파일을 가질 수 있고(예컨대, 적어도 약 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 99%, 또는 100% 알파-1,3 글리코시드 결합), 예를 들어, DPw 또는 DPn이 약, 또는 적어도 약 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1650, 200~1650, 300~1650, 400~1650, 500~1650, 600~1650, 700~1650, 200~1250, 300~1250, 400~1250, 500~1250, 600~1250, 700~1250, 200~1000, 300~1000, 400~1000, 500~1000, 600~1000, 700~1000, 200~900, 300~900, 400~900, 500~900, 600~900, 또는 700~900이다.
본원의 불용성 알파-글루칸 전구체는 불용성 알파-글루칸을 합성하는, 적어도 물, 수크로스 및 글루코실트랜스퍼라아제 효소를 포함하는 효소 반응에 의해 생성된다. 본원의 불용성 알파-글루칸 전구체를 생성하기에 유용한 것으로 고려되는 글루코실트랜스퍼라아제, 반응 조건, 및/또는 공정은, 예를 들어 미국 특허 제7000000호, 제8871474호, 제10301604호 및 제10260053호, 미국 특허 출원 공개 제2019/0112456호, 제2019/0078062호, 제2019/0078063호, 제2018/0340199호, 제2018/0021238호, 제2018/0273731호, 제2017/0002335호 및 제2015/0064748호, 및 국제 특허 출원 공개 WO2017/079595호에 개시되어 있으며, 이들 모두는 본원에 참조로 포함된다.
일부 양태에서, 불용성 알파-글루칸 전구체를 생성하기 위한 글루코실트랜스퍼라아제 효소는 서열 번호: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 26, 28, 30, 34, 또는 59, 또는 서열 번호: 4의 아미노산 잔기 55~960, 서열 번호: 65의 잔기 54~957, 서열 번호: 30의 잔기 55~960, 서열 번호: 28의 잔기 55~960, 또는 서열 번호: 20의 잔기 55~960과 100% 동일하거나, 또는 적어도 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 98.5%, 99%, 또는 99.5% 동일한 아미노산 서열을 포함할 수 있으며, 글루코실트랜스퍼라아제 활성을 가질 수 있고; 이러한 아미노산 서열은 본원에 참조로 포함된 미국 특허 출원 공개 제2019/0078063호에 개시되어 있다. 서열 번호: 2, 4, 8, 10, 14, 20, 26, 28, 30, 34, 또는 서열 번호: 4의 아미노산 잔기 55~960, 서열 번호: 65의 잔기 54~957, 서열 번호: 30의 잔기 55~960, 서열 번호: 28의 잔기 55~960, 또는 서열 번호: 20의 잔기 55~960을 포함하는 글루코실트랜스퍼라아제 효소는, 적어도 약 90%(~100%) 알파-1,3 결합을 포함하는 불용성 알파-글루칸을 합성할 수 있음에 유의한다. 임의의 전술한 글루코실트랜스퍼라아제 효소 아미노산 서열은 생성물 수율을 증가시키기 위해 후술되는 바와 같이 변경될 수 있다.
불용성 알파-글루칸 전구체를 생성하기 위한 글루코실트랜스퍼라아제 효소는, 일부 양태에서, 적어도 약 40%의 수율로 불용성 알파-글루칸을 합성할 수 있다. 일부 양태에서 글루코실트랜스퍼라아제 효소에 의한 불용성 알파-글루칸의 수율은 약, 또는 적어도 약 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 또는 96%일 수 있다. 일부 양태에서 수율은 반응의 글루코실 성분에 기초하여 측정될 수 있다. 일부 양태에서 수율은 HPLC 또는 NIR 분광법을 사용하여 측정될 수 있다. 수율은, 예를 들어 약 16~24시간(예컨대, 약 20시간) 동안 수행되는 반응에서 달성될 수 있다. 이러한 글루코실트랜스퍼라아제 효소의 예는 효소가 주어진 양의 수크로스 기질로부터 더 많은 생성물(불용성 알파-글루칸 전구체 및 프룩토스), 및 더 적은 부산물(예컨대, 글루코스, 올리고당류, 예컨대 류크로스)을 생성하도록 변경된 아미노산 서열을 갖는 것이다. 예를 들어, 더 많은 생성물을 생성하는 효소를 얻기 위해 본원의 글루코실트랜스퍼라아제의 촉매 도메인의 1, 2, 3, 4개, 또는 그 이상의 아미노산 잔기를 변경/치환할 수 있다. 적합한 변경된 글루코실트랜스퍼라아제 효소의 예는 미국 특허 출원 공개 제2019/0078063호의 표 3 내지 7에 개시되어 있다. 예를 들어, 변경된 글루코실트랜스퍼라아제 효소는 적어도 40%의 불용성 알파-글루칸 수율과 관련되는 표 3 내지 7(상기 문헌)의 것에 상응하는 하나 이상의 아미노산 치환을 포함할 수 있다 (이러한 적어도 하나의 치환의 위치 넘버링은 미국 특허 출원 공개 제2019/0078063호에 개시된 바와 같은 서열 번호: 62의 위치 넘버링에 상응한다). 예를 들어, 표 6 또는 7(상기 문헌)에 열거된 바와 같은 일련의 아미노산 변경이 사용될 수 있다.
일부 양태에서, 알파-글루칸 전구체는 본원에 참조로 포함된 국제 특허 출원 공개 WO2017/079595호 또는 미국 특허 출원 공개 제2019/0185893호에 개시된 바와 같은 그래프트 공중합체일 수 있다. 이러한 그래프트 공중합체는 덱스트란(백본으로서) 및 알파-1,3-글루칸(측쇄(들)로서)을 포함하며, 후자의 성분은 전자의 성분 상에 그래프팅되고; 전형적으로, 이러한 그래프트 공중합체는 전술한 바와 같은 알파-1,3-글루칸-생성 글루코실트랜스퍼라아제에 의한 알파-1,3-글루칸 합성의 프라이머로서 덱스트란, 또는 알파-1,2-분지형 덱스트란을 사용하여 생성된다. 일부 양태에서, 그래프트 공중합체는 약 10 중량%, 20 중량%, 30 중량%, 35 중량%, 40 중량%, 45 중량%, 50 중량%, 55 중량%, 60 중량%, 65 중량%, 70 중량%, 35~65 중량%, 35~60 중량%, 35~55 중량%, 40~65 중량%, 40~60 중량%, 40~55 중량%, 45~65 중량%, 45~60 중량%, 45~55 중량%, 50~65 중량%, 50~60 중량%, 또는 50~55 중량%의, 또는 그 이상의, 또는 그 미만의 덱스트란 백본을 포함하며, 그래프트 공중합체의 나머지는 알파-1,3-글루칸 측쇄(들)이다. 본원의 알파-글루칸 그래프트 공중합체의 알파-1,3-글루칸 측쇄(들)는 본원에 개시된 바와 같은 알파-1,3-글루칸일 수 있다. 본원의 알파-글루칸 그래프트 공중합체의 덱스트란 백본은 약 100% 알파-1,6 글리코시드 결합(즉, 완전히 선형인 덱스트란 백본)을 포함할 수 있거나, 또는 약, 또는 적어도 약 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 또는 99.5%의 알파-1,6 글리코시드 결합을 포함할 수 있고/있거나(즉, 실질적으로 선형인 덱스트란 백본), 예를 들어, DP 또는 DPw가 약 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 35, 40, 45, 50, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 8~20, 8~30, 8~100, 8~500, 3~4, 3~5, 3~6, 3~7, 3~8, 4~5, 4~6, 4~7, 4~8, 5~6, 5~7, 5~8, 6~7, 6~8, 7~8, 90~120, 95~120, 100~120, 105~120, 110~120, 115~120, 90~115, 95~115, 100~115, 105~115, 110~115, 90~110, 95~110, 100~110, 105~110, 90~105, 95~105, 100~105, 90~100, 95~100, 90~95, 85~95, 또는 85~90일 수 있거나, 또는 그 이상일 수 있거나, 또는 그 미만일 수 있다. 일부 양태에서, 덱스트란 백본은 (그래프트 공중합체 내에 통합되기 전에) 알파-1,2-분지형이었고; 본원의 그래프트 공중합체의 백본의 알파-1,2 분지 퍼센트는 예를 들어 약 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 2~25%, 2~20%, 2~15%, 2~10%, 5~25%, 5~20%, 5~15%, 5~10%, 7~13%, 8~12%, 9~11%, 10~25%, 10~20%, 또는 10~15%일 수 있거나, 그 이상일 수 있거나, 또는 그 미만일 수 있다. 일부 양태에서, 알파-글루칸 그래프트 공중합체의 덱스트란 백본은 (A) (i) 위치 1 및 6에만 연결된 약 87~91.5 중량%의 글루코스; (ii) 위치 1 및 3에만 연결된 약 0.1~1.2 중량%의 글루코스; (iii) 위치 1 및 4에만 연결된 약 0.1~0.7 중량%의 글루코스; (iv) 위치 1, 3 및 6에만 연결된 약 7.7~8.6 중량%의 글루코스; 및 (v) (a) 위치 1, 2 및 6, 또는 (b) 위치 1, 4 및 6에만 연결된 약 0.4~1.7 중량%의 글루코스; 또는 (B) (i) 위치 1 및 6에만 연결된 약 89.5~90.5 중량%의 글루코스; (ii) 위치 1 및 3에만 연결된 약 0.4~0.9 중량%의 글루코스; (iii) 위치 1 및 4에만 연결된 약 0.3~0.5 중량%의 글루코스; (iv) 위치 1, 3 및 6에만 연결된 약 8.0~8.3 중량%의 글루코스; 및 (v) (a) 위치 1, 2 및 6, 또는 (b) 위치 1, 4 및 6에만 연결된 약 0.7~1.4 중량%의 글루코스를 포함할 수 있다. 이러한 덱스트란 백본(또는 본원의 임의의 다른 덱스트란 백본)의 분자량은 예를 들어 약, 또는 적어도 약 0.1, 0.125, 0.15, 0.175, 0.2, 0.24, 0.25, 0.5, 0.75, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 0.1~0.2, 0.125~0.175, 0.13~0.17, 0.135~0.165, 0.14~0.16, 0.145~0.155, 10~80, 20~70, 30~60, 40~50, 50~200, 60~200, 70~200, 80~200, 90~200, 100~200, 110~200, 120~200, 50~180, 60~180, 70~180, 80~180, 90~180, 100~180, 110~180, 120~180, 50~160, 60~160, 70~160, 80~160, 90~160, 100~160, 110~160, 120~160, 50~140, 60~140, 70~140, 80~140, 90~140, 100~140, 110~140, 120~140, 50~120, 60~120, 70~120, 80~120, 90~120, 90~110, 100~120, 110~120, 50~110, 60~110, 70~110, 80~110, 90~110, 100~110, 50~100, 60~100, 70~100, 80~100, 90~100, 또는 95~105 백만 달톤일 수 있다. 본원의 그래프트 공중합체가 가수분해 단계 (b)에 들어가기 전에, 그래프트 공중합체는 가용성, 부분 가용성, 또는 불용성일 수 있다. 일부 양태에서, 그래프트 공중합체가 가수분해 단계 (b)에 들어가기 전에, 그래프트 공중합체를 먼저 덱스트라나아제(예컨대, 본원에 참조로 포함된 미국 특허 출원 공개 제2017/0218093호에 개시된 바와 같은 임의의 것)로 처리하여 공중합체의 덱스트란 백본의 일부, 또는 전부를 제거한다(예컨대, 백본의 약, 또는 적어도 약 20 중량%, 40 중량%, 60 중량%, 70 중량%, 80 중량%, 90 중량%, 95 중량%, 또는 99 중량%가 제거됨). 선택적으로, 이 단계는 가수분해 단계 (b) 후에 수행될 수 있다.
불용성 알파-글루칸 전구체를 생성하기 위한 효소 반응의 온도는 제어될 수 있으며, 원한다면, 예를 들어, 약 5~50℃, 20~40℃, 30~40℃, 20~30℃, 20~25℃, 20℃, 25℃, 30℃, 35℃, 또는 40℃일 수 있다. 효소 반응은 예를 들어 약 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 36, 48, 60, 72, 96, 120, 144, 168, 1~4, 1~3.5, 1~3, 1.5~4, 1.5~3.5, 1.5~3, 2~4, 2~3.5, 또는 2~3시간, 또는 그 이상, 또는 그 이하 동안 수행될 수 있다. 일부 양태에서 효소 반응의 pH는 약 4.0, 4.5, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 4.0~9.0, 4.0~8.5, 4.0~8.0, 5.0~8.0, 5.5~7.5, 또는 5.5~6.5일 수 있다.
불용성 알파-글루칸 전구체를 생성하기 위한 효소 반응에서 수크로스의 초기 농도는 약 10, 15, 20, 25, 30, 40, 45, 50, 55, 60, 80, 90, 95, 100, 105, 110, 125, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 10~50, 10~40, 10~30, 10~25, 15~50, 15~40, 15~30, 또는 15~25 g/L일 수 있거나, 그 이상일 수 있거나, 또는 그 미만일 수 있거나, 또는 이들 값 중 임의의 2개 사이의 범위일 수 있다. "수크로스의 초기 농도"는 모든 반응 성분(예를 들어, 적어도 물, 수크로스, 글루코실트랜스퍼라아제 효소)이 첨가된/조합된 직후 반응 조성물에서의 수크로스 농도를 지칭한다.
일부 양태에서, 불용성 알파-글루칸 전구체를 생성하기 위한 효소 반응은, 적어도 50% 알파-1,3-결합을 갖는 불용성 알파-글루칸을 생성하는 이전에 수행된 효소 반응으로부터의 가용성 글루코-올리고당류 부산물을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 적어도 50% (예컨대, ≥ 95 또는 99%)의 알파-1,3-결합을 갖는 불용성 알파-글루칸을 생성한 효소 반응으로부터 얻어진 가용성 분획(예컨대, 여과액, 침전물)이 불용성 알파-글루칸 전구체를 생성하기 위한 본원의 효소 반응에 첨가될 수 있으며; 이러한 가용성 분획은 가용성 글루코-올리고당류 부산물을 함유한다. 본원의 이러한 접근법을 적용하는 다양한 방법이, 본원에 참조로 포함된 미국 특허 출원 공개 제2018/0340199호에 개시되어 있다.
가수분해 단계 (b)를 수행하기 전에 불용성 알파-글루칸 전구체를 그의 (상기) 효소적 생성 후에 선택적으로 단리할 수 있다. 일부 양태에서, 불용성 알파-글루칸 전구체를 단리하는 것은 적어도 원심 분리, 여과, 분별, 크로마토그래피적 분리, 삼투, 증발, 또는 희석의 단계를 수행하는 것을 포함할 수 있다. 불용성 알파-글루칸 전구체의 단리는 적어도 불용성 알파-글루칸 전구체의 케이크를 제조하는 단계를 수행하는 것을 포함할 수 있다. 케이크 제조는, 예를 들어, 적어도 원심분리(케이크는 펠릿화된 알파-글루칸임) 및/또는 여과(케이크는 여과된 알파-글루칸임)의 단계를 수행하는 것을 포함할 수 있다. 단리는, 원심분리되고/되거나 여과된 불용성 알파-글루칸 전구체를 물 또는 다른 수성 유체로 1회, 2회, 또는 그 이상의 횟수로 세척하는 것을 선택적으로 추가로 포함할 수 있다. 세척 부피는 선택적으로 알파-글루칸 전구체를 생성하는 데 사용되는 반응 조성물의 부피의 적어도 약 10~100%일 수 있다. 세척은, 변위 또는 재-슬러리 세척에 의한 것과 같이, 원하는 대로 다양한 모드로 수행될 수 있다. 일부 양태에서, 생성되는 케이크의 수성 부분은 (검출가능한) 용해된 당을 갖지 않거나, 또는 약 0.1~1.5, 0.1~1.25, 0.1~1.0, 0.1~0.75, 0.1~0.5, 0.2~0.6, 0.3~0.5, 0.3~0.4, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 또는 0.6 중량%, 또는 그 미만의 용해된 당을 갖는다. 이러한 용해된 당은, 예를 들어 수크로스, 프룩토스, 글루코스, 류크로스, 및/또는 가용성 글루코-올리고당류를 포함할 수 있다. 본원의 불용성 알파-글루칸 전구체의 케이크는 습윤한("건조되지 않은") 채로 유지될 수 있으며, 예를 들어, 일부 양태에서 (i) 약 50 중량% 내지 90 중량%의 물 또는 수용액, 및 (ii) 약 10 중량% 내지 50 중량%의 불용성 알파-글루칸 전구체를 포함한다. 일부 양태에서 케이크는, 예를 들어 약 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 10~50, 10~40, 10~30, 10~20, 20~50, 20~40, 20~30, 30~50, 30~40, 40~50, 30~45, 35~45, 37.5~42.5, 35~40, 또는 40~45 중량%의 불용성 알파-글루칸 전구체를 포함할 수 있다(물 또는 수용액은 합계 100 중량%임). 일부 양태에서, 케이크의 수성 부분은 본원에서 수용액에 대해 기재된 바와 같은 것에 따른 용질 및/또는 pH 프로파일을 갖는다.
본원의 단리는 알파-글루칸 전구체를 건조시키는 것, 및/또는 알파-글루칸 전구체의 분산액을 제조하는 것을 선택적으로 추가로 포함할 수 있다. 건조한/건조된 형태(선택적)로 제공되는, 본원의 단리된 불용성 알파-글루칸 전구체는, 예를 들어 약 12, 10, 8, 6, 5, 4, 3, 2, 1.5, 1.0, 0.5, 0.25, 0.10, 0.05, 또는 0.01 중량%, 또는 그 이하의 물을 포함할 수 있다. 건조는 오븐, 동결 건조, 분무 건조를 사용하여, 및/또는 교반 공기 건조(예컨대, 교반 필터/필름 건조, 예컨대 진공 하에서의 것, 유동층 건조, 회전 건조, 예컨대 드럼 건조)에 의해 수행될 수 있다. 일부 양태에서 건조는 예를 들어 약, 또는 적어도 약 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 20~140, 20~130, 30~50, 35~45, 90~110, 또는 95~105℃의 온도에서 수행될 수 있다. 본원의 분산액은 약 0.1, 0.25, 0.4, 0.5, 0.75, 1.0, 1.25, 1.5, 1.75, 2.0, 2.25, 2.5, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0, 9.0, 10, 0.5~10, 1~10, 2~10, 3~10, 4~10, 또는 5~10 중량%의 불용성 알파-글루칸 전구체를 물 또는 수성 액체 중에 포함할 수 있으며, 예를 들어, 건조되지 않은 또는 건조된 알파-글루칸 전구체의 분산액일 수 있다.
본원의 불용성 알파-글루칸 입자를 생성하는 방법의 단계 (b)는 전형적으로 2.0 이하의 pH에서 수성 조건 하에 불용성 알파-글루칸 전구체(상기)를 불용성 알파-글루칸 입자로 가수분해하는 데 관한 것이다. 건조된 또는 건조되지 않은 알파-글루칸 전구체(상기)가 가수분해 반응에 들어갈 수 있다. 일부 양태에서, 본원의 분산액을 먼저 제조하고, 그 후에, 그의 pH를 낮추어 불용성 알파-글루칸 전구체의 더 낮은 분자량의 불용성 알파-글루칸으로의 가수분해를 시작한다.
본원의 가수분해 반응의 pH는 예를 들어 2.0 이하일 수 있다. 일부 양태에서, pH는 약 3.5, 3.0, 2.5, 2.0, 1.5, 1.0, 0.8, 0.6, 0.5, 0.4, 0.3, 0.2, 0.1, 0.05, 0.03, 0.01, 0.0, 0.0~2.0, 0.0~1.0, 0.0~0.5, 0.05~2.0, 0.05~1.0, 0.05~0.5, 0.1~2.0, 0.1~1.0, 또는 0.1~0.5일 수 있거나, 그 미만일 수 있다. 염산, 질산, 황산, 브롬화수소산, 요오드화수소산, 또는 과염소산과 같은 강한 무기산을 사용하여 전술한 바와 같이 낮은 pH를 달성할 수 있다. 예를 들어, 원하는 pH에 도달할 때까지 불용성 알파-글루칸 전구체의 분산액에 무기산을 첨가하여 가수분해 반응을 개시할 수 있다. 본원의 가수분해 반응은 전형적으로 수성 조건 하에서 수행되며, 반응의 액체는 물 또는 적어도 약 60, 70, 80, 90, 95, 98, 또는 99 중량%의 물을 포함하는 수용액인 용매를 포함한다. 그러나, 일부 대안적인 양태에서, 본원의 가수분해 반응은 건조한 또는 습윤화된 불용성 알파-글루칸 전구체를 (예컨대, 약 또는 최대 약 100 kPa의 압력에서) 염산 가스에 노출시킴으로써 수행될 수 있다.
본원의 가수분해 반응의 온도는 예를 들어 약 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 20~25, 20~30, 40~130, 40~125, 40~120, 70~130, 70~125, 70~120, 80~130, 80~125, 80~120, 60~100, 60~90, 70~100, 70~90, 75~100, 75~90, 또는 75~85℃일 수 있거나, 그 이상일 수 있거나, 또는 그 미만일 수 있다.
본원의 가수분해 반응은 예를 들어 약, 적어도 약, 또는 최대 약 1, 1.5, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 30, 36, 42, 48, 60, 72, 96, 120, 144, 168, 192, 1~192, 1~120, 1~72, 6~192, 6~120, 6~72, 8~192, 8~120, 8~72, 20~192, 20~120, 또는 20~72시간 동안 진행될 수 있다. 일부 양태에서, 본원의 가수분해 반응은 가수분해된 불용성 알파-글루칸의 DPw가 약 35~100(예컨대, 35~60, 40~60, 40~100)이 될 때(그 시점 후에는 DPw가 더 이상 감소하지 않음(예컨대, DPw 35 또는 40 미만으로 되지 않음))까지 수행될 수 있다. 전형적으로, 가수분해 반응물은 휘저어진다(예컨대, 교반, 진탕된다).
원하는 대로, 반응의 완료 후에 가수분해 반응의 pH를 중화시킬 수 있거나(예컨대, pH 6~8로 될 수 있거나) 또는 그렇지 않으면 pH 2, 3, 4, 5, 또는 6 초과로 상승시킬 수 있다. 중화는 전형적으로 히드록시드(예컨대, NaOH) 또는 바이카르보네이트(예컨대, NaHCO3)와 같은 염기를 첨가함으로써 달성될 수 있다.
효소적으로 합성된 불용성 알파-글루칸 전구체의 단리/가공에 관한 임의의 상기 절차 후에, 반응의 불용성 알파-글루칸 입자 생성물은 선택적으로 단리될 수 있다(단계 c)(예컨대, 세척, 분산, 및/또는 건조될 수 있다). 일부 양태에서, 단리된 불용성 알파-글루칸 입자(선택적으로 "정제된" 것으로서 특징지어짐)는 적어도 약 50%, 60%, 70%, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 98.5%, 99%, 99.5%, 99.8%, 또는 99.9%의 중량%(건조 중량 기준)로 조성물에 존재할 수 있다. 이러한 단리된 불용성 알파-글루칸 입자는 예를 들어 제품/응용 분야에서 성분/구성요소로 사용될 수 있다.
본원의 가수분해 반응의 불용성 알파-글루칸 생성물의 DPw 또는 DPn은 약 35~100, 예를 들어 (또는 예를 들어 최대 약 100)일 수 있다. 일부 양태에서, 그의 DPw 또는 DPn은 약 35~100, 35~90, 35~80, 35~70, 35~60, 35~55, 35~50, 40~100, 40~90, 40~80, 40~70, 40~60, 40~55, 40~50, 45~100, 45~90, 45~80, 45~70, 45~60, 45~55, 또는 45~50일 수 있다.
불용성 알파-글루칸 입자에 대해 본원에 개시된 임의의 특징(예컨대, 글리코시드 결합 프로파일, 결정도, 플레이트 특성 및 플레이트의 중량% 함량, 직경, 분산액 안정성, 분산액 점도, 광학적 투명성, 안료 증량제 용량)이 마찬가지로 본 발명의 가수분해 방법의 불용성 알파-글루칸 생성물을 특징지을 수 있다.
본 발명의 일부 실시 형태는 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 수성 조성물을 제공하는 방법에 관한 것이다. 이러한 방법은 전형적으로 (a) 본원에 개시된 바와 같은 불용성 알파-글루칸 입자를 제공하는 단계, 및 (b) 입자를 수성 액체 중에 분산시켜, 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 수성 조성물을 생성하는 단계를 포함한다. 이러한 방법은 선택적으로 분산 방법으로 특징지어질 수 있다.
본원의 분산액 방법의 단계 (a)에서 제공되는 불용성 알파-글루칸 입자는 건조한/건조된 또는 습윤한 것일 수 있다. 건조한 형태의 알파-글루칸 입자는 예를 들어 약 12, 10, 8, 6, 5, 4, 3, 2, 1.5, 1.0, 0.5, 0.25, 0.10, 0.05, 또는 0.01 중량% 또는 그 이하의 물을 포함할 수 있다. 습윤한 형태의 알파-글루칸 입자는 일부 양태에서 케이크(필터 케이크, 습윤 케이크)일 수 있다. 본원의 불용성 알파-글루칸 입자의 케이크는 습윤한("건조되지 않은") 채로 유지될 수 있으며, 예를 들어, 일부 양태에서 (i) 약 50 중량% 내지 90 중량%의 물 또는 수용액, 및 (ii) 약 10 중량% 내지 50 중량%의 불용성 알파-글루칸 입자를 포함한다. 일부 양태에서 케이크는, 예를 들어 약 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 10~50, 10~40, 10~30, 10~20, 20~50, 20~40, 20~30, 30~50, 30~40, 40~50, 30~45, 35~45, 37.5~42.5, 35~40, 또는 40~45 중량%의 불용성 알파-글루칸 입자를 포함할 수 있다(물 또는 수용액은 합계 100 중량%임). 일부 양태에서, 케이크의 수성 부분은 본원에서 수용액에 대해 기재된 바와 같은 것에 따른 용질 및/또는 pH 프로파일을 갖는다.
임의의 적합한 방법이 불용성 알파-글루칸 입자를 분산시키는 단계 (b)를 수행하는 데 사용될 수 있다. 일부 양태에서, 이러한 분산은 고전단 및/또는 다른 형태의 혼합/교반을 적용함으로써 수행될 수 있다. 고전단은 비에너지가 약, 또는 적어도 약 8, 9, 10, 11, 또는 12 kJ/kg일 수 있고/있거나, 예를 들어 약, 또는 최대 약, 3000, 4000, 6000, 8000, 10000, 12000, 14000, 또는 15000 rpm에서 혼합하는 것을 포함할 수 있다. 고전단 및/또는 혼합/교반은 예를 들어 약 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 또는 10분, 또는 2~4분 동안 적용될 수 있다. 전단/혼합/교반을 위해 적합한 수단은, 예를 들어, 분산기, 음파 처리기(예컨대, 초음파 처리기)(예컨대, 40~60 W, 약 50 W), 호모믹서, 균질화기(예컨대, 회전 또는 피스톤, 회전자-고정자), 마이크로유동화기, 유성형 믹서, 콜로이드 밀, 제트 밀, 볼텍스, 및/또는 국제 특허 출원 공개 WO2016/030234호, 미국 특허 제5767176호, 제6139875호 및 제8722092호, 및 미국 특허 출원 공개 제2017/0055540 및 제2018/0021238호(이들은 모두 본원에 참조로 포함됨)에 기재된 바와 같은 임의의 방법을 포함한다. 일부 양태에서, 상승된 점도를 달성하기 위해 불용성 알파-글루칸 입자를 분산시키는 데에 (임의의 전술한 수단에 의해 적용되는 바와 같은) 고전단 혼합이 사용되지 않으며; 낮은 rpm/진동수(예컨대, 약 100, 50, 또는 30 rpm 미만)에서와 같은 부드러운 혼합/교반이 그러한 양태에서 불용성 알파-글루칸 입자를 분산시키는 데 사용된다. 본원에서 생성된 분산액은 선택적으로 콜로이드 분산액일 수 있다.
본원의 분산액 방법에 의해 생성된 수성 조성물은, 예를 들어 약 0.1, 0.25, 0.4, 0.5, 0.75, 1.0, 1.25, 1.5, 1.75, 2.0, 2.25, 2.5, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0, 9.0, 10.0, 0.5~10, 1~10, 2~10, 3~10, 4~10, 또는 5~10 중량%, 그 이상, 또는 그 미만의 불용성 알파-글루칸 입자를 포함할 수 있다.
일부 양태에서, 분산액 방법의 단계 (b)에서 생성된 수성 조성물의 점도는 분산 단계 (b) 전에 존재했던 수성 액체의 점도보다 적어도 약 10%, 50%, 75%, 100%, 500%, 1000%, 10000%, 또는 100000%, 또는 1000000%(또는 10% 내지 100000% 사이의 임의의 정수) 더 높다. 수성 액체가 단계 (b) 전에 점성을 거의 또는 전혀 갖지 않는 경우 개시된 방법에 의해 점도의 매우 큰 퍼센트 증가가 얻어질 수 있다. 본원의 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 수성 조성물의 점도는 예를 들어 약, 또는 적어도 약 2.5, 5, 10, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000, 8000, 9000, 10000, 또는 15000 센티푸아즈(cps)일 수 있다. 점도는 예를 들어 약 3℃ 내지 약 80℃(예컨대, 4~30℃, 15~30℃, 15~25℃)의 임의의 온도에서 수성 조성물을 사용하여 측정될 수 있다. 점도는 전형적으로 대기압(약 760 torr) 또는 그의 ±10%의 압력에서 측정되는 바와 같다. 점도는 예를 들어, 점도계 또는 레오미터를 사용하여 측정될 수 있으며, 선택적으로 예를 들어 약 0.1, 0.5, 1.0, 1.667, 2, 5, 10, 50, 100, 500, 1000, 0.1~500, 0.1~100, 1.0~500, 1.0~1000, 또는 1.0~100 s-1 (1/s)의 전단율(회전 전단율)에서 측정될 수 있다. 점도는 선택적으로 하기 실시예에 약술된 절차에 따라 측정될 수 있다.
본원의 불용성 알파-글루칸 입자의 분산액은, DPw > 200(예컨대, DPw ≥ 약 700 또는 약 800), 결정도 < 0.65(예컨대, ≤ 0.60), 및/또는 5~50 미크론의 D50 직경의 (예컨대, 가수분해되지 않은) 불용성 알파-글루칸과 비교하여, (임의의 주어진 전단율에서) 전형적으로 향상된 점도를 갖는다는 것에 주목할 만하다(여기서, 각각의 중합체는 동일한 양으로 제공됨). 그러한 점도 향상은 임의의 주어진 전단율에서) 점도의 약, 또는 적어도 약 10배, 25배, 50배, 75배, 100배, 또는 125배 증가일 수 있다. 본원의 불용성 알파-글루칸 입자의 분산액은, 중성 pH(예컨대, pH 6~8)에서든 또는 낮은 pH(예컨대, pH ≤ 2 또는 3)에서든, 전형적으로 동일하거나 유사한(예컨대, ±10%) 점도 프로파일/수준을 유지한다는 것에 주목할 만하다(여기서, 각각의 중합체는 동일한 양으로 제공됨).
본원의 건조 불용성 알파-글루칸 입자(예컨대, 가수분해 반응으로 합성 후 적어도 1회 건조됨) 및 건조되지 않은 습윤 불용성 알파-글루칸 입자(가수분해 반응으로 합성 후 건조되지 않음)는 둘 모두 전형적으로 수성 조건 중에 분산될 때 동일하거나 유사한 정도로 점도를 증가시킬 수 있는 반면(예컨대, 건조되지 않은 글루칸 분산액의 점도의 약 10, 20, 30, 40, 또는 50% 이내), DPw > 200(예컨대, DPw ≥ 약 700 또는 약 800), 결정도 < 0.65 (예컨대, ≤ 0.60), 및/또는 5~50 미크론의 D50 직경의 불용성 알파-글루칸(예컨대, 가수분해되지 않음)은 전형적으로 이러한 유익한 특성을 나타내지 않는다는 것에 주목할 만하다. 후자의 알파-글루칸이 적어도 1회 건조되는 경우, 이는 전형적으로 그의 건조되지 않은 습윤 형태와 동일하거나 유사한 정도로 점도를 증가시킬 수 없다(예컨대, 건조된 글루칸 분산액의 점도는 건조되지 않은 글루칸 분산액의 점도의 10%, 5%, 2.5%, 1%, 0.5%, 또는 0.1% 미만일 수 있다).
전형적으로 본원의 불용성 알파-글루칸 입자의 수성 분산액은 분산액의 형성 후에 입자가 분산된 상태로 유지될 수 있다는 점에서 향상된 안정성을 갖는다는 것에 주목할 만하다. 예를 들어, 본원의 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 수성 분산액에서, 입자는 분산액의 부피의 약, 또는 적어도 약 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99%, 또는 100%를 통해 분산된다. 일부 양태에서, 이러한 수준의 분산은, 선택적으로 약, 또는 최대 약 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50, 60, 70, 또는 80℃의 온도에서, 및/또는 약, 또는 최대 약 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 또는 9의 pH에서, (전형적으로 분산의 초기 준비에서 시작하여) 약, 적어도 약, 또는 최대 약 0.5, 1, 2, 4, 6, 8, 10, 20, 30, 60, 90, 120, 150, 180, 210, 240, 270, 300, 330, 또는 360일, 또는 1, 2, 또는 3년의 시간 동안인 것으로 간주된다(임의의 이러한 부피 파라미터 및/또는 조건은 선택적으로 전술한 바와 같은 안정한 분산액 및 안정한 에멀젼에 또한 적용될 수 있다). 일부 양태에서, 안정성은 추가적으로 또는 대안적으로 수성 조성물에 점성(예컨대, 선택적으로 임의의 상기 기간 동안, 임의의 상기 점도 수준)을 제공하고/하거나, 및/또는 상기에 개시된 바와 같이 분자량(DPw)을 유지하는 능력이 향상된 입자를 지칭할 수 있다. 일부 양태에서, 에멀젼 중 불용성 알파-글루칸 입자의 분산은 에멀젼에 안정성을 부여하며; 예를 들어, 이러한 안정성의 임의의 상기 분산-부피 백분율 및/또는 시간은 마찬가지로 분산된/유화된 소적을 특징지을 수 있다. 일부 양태에서, 안정성은 추가적으로 또는 대안적으로, 평균 에멀젼 소적 크기가 비교적 작고(예컨대, 직경이 약 40, 38, 36, 34, 32, 30, 28, 26, 26~34, 26~32, 26~30, 28~34, 28~32, 또는 28~30 미크론, 또는 그 미만임) 전형적으로 크기가 균일한(예컨대, 평균 크기의 표준 편차가 약 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 5~10, 5~8, 6~10, 6~8 또는 그 미만임) 에멀젼을 특징지을 수 있다. 작은 평균 소적 크기는 상승된 총 소적 표면적에 해당한다. 일부 양태에서, 안정성은 추가적으로 또는 대안적으로 평균 저장 모듈러스(평균 G')(탄성 모듈러스로도 지칭됨)가 약, 또는 적어도 약 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 125, 150, 40~150, 40~125, 40~100, 50~150, 50~125, 또는 50~100 파스칼인 에멀젼을 특징지을 수 있다. 본원의 에멀젼의 저장 모듈러스는, 예를 들어 하기 실시예에 따라, 또는 Varanasi 등의 문헌[2018, Frontiers Chem. 6:1-9, Article 409](본원에 참조로 포함됨)에 개시된 바와 같이 측정될 수 있다. 본원의 불용성 알파-글루칸 입자의 전술한 에멀젼 안정화 효과에 기초하여, 에멀젼 안정화가 응용 분야/제품의 성능을 개선하는 응용 분야/제품에서 입자가 사용될 수 있는 것으로 고려된다(하지만 이는 응용 분야/제품에 사용될 입자에 대한 요건은 아니다). 이러한 응용 분야/제품의 예는 우유/유제품(예컨대, 요구르트, 아이스크림, 크림), 마요네즈, 샐러드 드레싱, 비극성 생활성 성분을 전달하기 위한 담체로서의 음료/토닉, 화장품 또는 제약 로션/크림, 수계/라텍스 페인트, 소포 제형, 금속 가공용 압연유, 광산 폭발물, 농약 제형, 향상된 오일 회수 작업을 위한 것과 같은 다운홀 유체(downhole fluid), 또는 제약 담체 또는 캡슐화 시스템과 같이, 본원에 개시된 바와 같다.
일부 양태에서 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 에멀젼은 알파-1,3 결합을 포함하는 알파-글루칸을 포함하는 피브리드를 추가로 포함할 수 있다. 본원의 피브리드의 알파-글루칸의 결합 및/또는 분자량 프로파일은 불용성 알파-글루칸 입자에 대해 본원에 개시된 바와 같다. 알파-글루칸 피브리드는, 예를 들어 본원에 참조로 포함된 미국 특허 출원 공개 제2018/0119357호에 개시된 바와 같을 수 있다. 일부 양태에서, 에멀젼 중에 피브리드를 포함하는 것은 에멀젼 안정성에 대해 불용성 입자와의 상승적 효과를 갖는다. 본 발명의 에멀젼 중 피브리드의 농도는 수성 조성물 중 불용성 알파-글루칸 입자에 대해 본원에 개시된 바와 같은 임의의 농도일 수 있다.
일부 양태에서, 물 또는 수용액과 같은 액체 중에 분산된 불용성 알파-글루칸 입자는 액체에 광 산란 효과를 갖는다. 예를 들어, 가시광은 약, 적어도 약, 또는 최대 약, 0.1, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0, 1.25, 1.5, 1.75, 2.0, 2.25, 2.5, 2.75, 또는 3.0 임의 단위(a.u.)만큼 산란될 수 있다. 가시광은 일부 양태에서 파장이 약 380~750, 380~700, 380~650, 380~600, 380~550, 425~750, 425~700, 425~650, 425~600, 425~550, 450~550, 또는 475~525 nm일 수 있다. 광 산란을 위한 액체 중에 분산된 불용성 알파-글루칸 입자의 농도는 예를 들어 본원에 개시된 바와 같은 임의의 농도일 수 있거나, 또는 약, 또는 적어도 약 0.05~10, 0.1~10, 1~10, 0.05~8, 0.1~8, 또는 1~8 중량%일 수 있다. 추가적인 또는 다른 양태에서, 액체 중에 분산된 불용성 알파-글루칸 입자는 분산액 상에 방사되는 가시광을 흡수하지 않거나, 또는 매우 약간(예컨대, <1%, <0.1%) 흡수한다.
본 발명의 불용성 알파-글루칸 입자는, 예를 들어, 조성물, 예컨대 수성 조성물(예컨대, 콜로이드 분산액과 같은 분산액) 또는 건조 조성물에, 약 0.01, 0.05, 0.1, 0.2, 0.25, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.75, 0.8, 0.9, 1.0, 1.2, 1.25, 1.4, 1.5, 1.6, 1.75, 1.8, 2.0, 2.25, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 또는 99 중량% 또는 w/v%로, 또는 그 이상으로, 또는 그 미만으로, 또는 이들 값 중 임의의 2개의 값 사이의 범위로 존재할 수 있다. 수성 조성물의 액체 성분은 예를 들어 물 또는 수용액과 같은 수성 유체일 수 있다. 수용액의 용매는 전형적으로 물이거나, 또는, 예를 들어 약, 또는 적어도 약 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95, 98, 또는 99 중량%의 물을 포함할 수 있다.
일부 양태에서 수성 조성물의 수용액은 (검출 가능한) 용해된 당을 갖지 않거나, 또는 약 0.1~1.5, 0.1~1.25, 0.1~1.0, 0.1~0.75, 0.1~0.5, 0.2~0.6, 0.3~0.5, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 또는 0.6 중량%의 용해된 당을 갖는다. 이러한 용해된 당은, 예를 들어 수크로스, 프룩토스, 류크로스, 및/또는 가용성 글루코-올리고당류를 포함할 수 있다. 일부 양태에서 수성 조성물의 수용액은 하나 이상의 염/완충제(예컨대, Na+, Cl-, NaCl, 포스페이트, 트리스, 시트레이트)(예컨대, ≤ 0.1, 0.5, 1.0, 2.0, 또는 3.0 중량%) 및/또는 예를 들어 약 0.0, 0.01, 0.03, 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.8, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, 0.0~1.0, 0.0~2.0, 0.0~3.0, 0.0~4.0, 0.0~5.0, 9.0, 4.0~9.0, 4.0~8.5, 4.0~8.0, 5.0~9.0, 5.0~8.5, 5.0~8.0, 6.0~9.0, 6.0~8.5, 또는 6.0~8.0, 또는 그 미만의 pH를 가질 수 있다. 일부 양태에서, 본원의 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 수성 조성물은 본원에 개시된 바와 같은 산 가수분해 반응물일 수 있으며; 반응물의 수성 부분은 그에 따라 (상기와 같은) 낮은 pH를 갖는다.
본원의 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 수성 조성물(예컨대, 수성 분산액)은 점도가 예를 들어 약, 또는 적어도 약 2.5, 5, 10, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000, 8000, 9000, 10000, 또는 15000 센티푸아즈(cps)일 수 있다. 점도는 전술한 바와 같이 또는 하기 실시예에서와 같이 측정될 수 있다. 전형적으로, 수성 분산액 중 불용성 알파-글루칸 입자는 분산액의 부피의 약, 또는 적어도 약 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99%, 또는 100%를 통해 분산될 수 있다.
본원의 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 조성물(예컨대, 수성 조성물)의 온도는, 예를 들어 약, 또는 최대 약 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 5~50, 20~25, 20~30, 20~40, 30~40, 40~130, 40~125, 40~120, 70~130, 70~125, 70~120, 80~130, 80~125, 80~120, 60~100, 60~90, 70~100, 70~90, 75~100, 75~90, 또는 75~85℃일 수 있다.
본원의 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 조성물은, 일부 양태에서, 비-수성(예컨대, 건조 조성물)일 수 있다. 이러한 실시 형태의 예에는 분말, 과립, 마이크로캡슐, 플레이크, 또는 임의의 다른 유형의 미립자 물질이 포함된다. 다른 예는 펠릿, 바, 커널, 비드, 정제, 스틱, 또는 기타 응집체와 같은 더 큰 조성물을 포함한다. 비-수성 또는 건조 조성물은 전형적으로 약 12, 10, 8, 6, 5, 4, 3, 2, 1.5, 1.0, 0.5, 0.25, 0.10, 0.05, 또는 0.01 중량% 또는 그 이하의 물을 포함한다. 일부 양태(예컨대, 세탁 또는 식기세척용 세제와 관련된 것)에서, 본원의 건조 조성물은 샤셰(sachet) 또는 파우치로 제공될 수 있다.
일부 양태에서, 본원의 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 조성물은 하나 이상의 염, 예컨대 나트륨 염(예컨대, NaCl, Na2SO4)을 포함할 수 있다. 염의 다른 비제한적인 예는 (i) 알루미늄, 암모늄, 바륨, 칼슘, 크롬(II 또는 III), 구리(I 또는 II), 철(II 또는 III), 수소, 납(II), 리튬, 마그네슘, 망간(II 또는 III), 수은(I 또는 II), 칼륨, 은, 나트륨 스트론튬, 주석(II 또는 IV), 또는 아연 양이온, 및 (ii) 아세테이트, 보레이트, 브로메이트, 브로마이드, 카르보네이트, 클로레이트, 클로라이드, 클로라이트, 크로메이트, 시안아미드, 시아나이드, 디크로메이트, 디히드로겐 포스페이트, 페리시아나이드, 페로시아나이드, 플루오라이드, 히드로겐 카르보네이트, 히드로겐 포스페이트, 히드로겐 술페이트, 히드로겐 술피드, 히드로겐 술파이트, 히드리드, 히드록시드, 하이포클로라이트, 요오데이트, 요오다이드, 니트레이트, 니트라이드, 니트라이트, 옥살레이트, 옥시드, 퍼클로레이트, 퍼망가네이트, 퍼옥시드, 포스페이트, 포스파이드, 포스파이트, 실리케이트, 스타네이트, 스타나이트, 술페이트, 술피드, 술파이트, 타르타레이트, 또는 티오시아네이트 음이온을 갖는 것들을 포함한다. 따라서, 예를 들어, 상기 (i)의 양이온과 상기 (ii)의 음이온을 갖는 임의의 염이 조성물에 존재할 수 있다. 염은, 예를 들어, 약, 또는 적어도 약 0.01, 0.025, 0.05, .075, 0.1, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0, 1.25, 1.5, 1.75, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 0.01~3.5, 0.5~3.5, 0.5~2.5, 또는 0.5~1.5 중량%의 중량%로 본원의 수성 조성물에 존재할 수 있다(그러한 중량% 값은 전형적으로 하나 이상의 염의 총 농도를 지칭한다).
본원의 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 조성물은 선택적으로 하나 이상의 활성 효소를 함유할 수 있다. 적합한 효소의 예는 프로테아제, 셀룰라아제, 헤미셀룰라아제, 퍼옥시다아제, 지방 분해 효소(예를 들어, 금속 지방 분해 효소), 자일라나아제, 리파아제, 포스포리파아제, 에스테라아제(예를 들어, 아릴에스테라아제, 폴리에스테라아제), 퍼히드롤라아제, 큐티나아제, 펙티나아제, 펙테이트 라이아제(pectate lyase), 만난아제, 케라티나아제, 리덕타아제(reductase), 옥시다아제(oxidase)(예를 들어, 콜린 옥시다아제), 페놀옥시다아제, 리폭시게나아제, 리그니나아제, 풀룰라나아제, 탄나아제, 펜토사나아제, 말라나아제, 베타-글루카나아제, 아라비노시다아제, 히알루로니다아제, 콘드로이티나아제, 락카아제, 메탈로프로테이나아제, 아마도리아제, 글루코아밀라아제, 아라비노푸라노시다아제, 피타아제, 이소머라아제, 트랜스퍼라아제, 뉴클레아제, 및 아밀라아제를 포함한다. 효소(들)가 포함되는 경우, 예를 들어, 약 0.0001~0.1 중량%(예컨대, 0.01~0.03 중량%)의 활성 효소(예컨대, 순수 효소 단백질로 계산됨)가 본원의 조성물에 포함될 수 있다. 패브릭 케어 응용 분야에서, 효소(예컨대 셀룰라아제와 같은 전술한 임의의 것)는 패브릭이 처리되는 수성 조성물(예를 들어, 세척액) 중에, 예를 들어, 최소 약 0.01~0.1 ppm의 총 효소 단백질, 또는 약 0.1~10 ppb의 총 효소 단백질(예를 들어, 1 ppm 미만) 내지 최대 약 100, 200, 500, 1000, 2000, 3000, 4000 또는 5000 ppm의 총 효소 단백질의 농도로 존재할 수 있다.
본원의 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 조성물, 예컨대 수성 조성물 또는 비-수성 조성물(상기)은, 예를 들어 가정 케어 제품, 개인 케어 제품, 산업용 제품, 섭취가능 제품(예컨대, 식품 제품), 또는 제약 제품의 형태일 수 있다. 그러한 제품의 예에는 미국 특허 출원 공개 제2018/0022834호, 제2018/0237816호, 제2018/0230241호, 제20180079832호, 제2016/0311935호, 제2016/0304629호, 제2015/0232785호, 제2015/0368594호, 제2015/0368595호, 제2016/0122445호, 제2019/0309096호, 또는 제2019/0202942호, 또는 국제 특허 출원 공개 WO2016/133734호 및 WO2017/218391호(이들 모두 본원에 참조로 포함됨) 중 임의의 것에 기재된 바와 같을 수 있다. 일부 양태에서, 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 조성물은 전술한 공보에 개시된 바와 같은 및/또는 본원에 개시된 바와 같은 가정 케어 제품, 개인 케어 제품, 산업용 제품, 제약 제품, 또는 섭취가능 제품(예컨대, 식품 제품)의 적어도 하나의 구성요소/성분을 포함할 수 있다.
본원에 개시된 불용성 알파-글루칸 입자는 개인 케어 제품, 제약 제품, 가정용 제품, 산업용 제품, 또는 섭취가능 제품(예컨대, 식품 제품)에 다음의 물리적 특성 중 하나 이상을 제공하기에 유용한 것으로 여겨진다: 예를 들어, 증점, 냉동/해동 안정성, 윤활성, 수분 유지 및 방출, 텍스처, 점조성, 형상 유지, 유화, 결합, 현탁, 분산, 겔화, 감소된 미네랄 경도. 제품 내의 불용성 알파-글루칸 입자의 농도 또는 양의 예는, 예를 들어 본원에서 제공되는 임의의 중량 백분율일 수 있다.
본원의 개인 케어 제품은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 피부 케어 조성물, 화장 조성물, 항진균 조성물, 및 항균 조성물을 포함한다. 본원의 개인 케어 제품은, 예를 들어 로션, 크림, 페이스트, 밤(balm), 연고, 포마드, 겔, 액체, 이들의 조합 등의 형태일 수 있다. 본원에 개시된 개인 케어 제품은, 원한다면, 적어도 하나의 활성 성분을 포함할 수 있다. 일반적으로 활성 성분은 의도된 화장 또는 약리 효과를 유발하는 성분으로 인식된다.
특정 실시 형태에서, 피부 케어 제품은 수분 부족과 관련된 피부 손상을 해결하기 위해 피부에 적용될 수 있다. 피부 케어 제품은, 피부의 시각적 모습 해결(예를 들어, 각질 피부, 갈라진 피부, 및/또는 붉은 피부의 모습 감소) 및/또는 피부의 촉감 해결(예를 들어, 피부의 부드러움 및 민감성을 개선하면서 피부의 거칠기 및/또는 건조도 감소)을 위해 사용될 수도 있다. 피부 케어 제품은 전형적으로 피부 질환의 치료 또는 예방, 화장 효과의 제공, 또는 피부에 보습 효과의 제공을 위한 적어도 1종의 활성 성분, 예컨대 산화아연, 페트롤라텀, 백색 페트롤라텀, 미네랄 오일, 대구간유, 라놀린, 디메티콘, 경지(hard fat), 비타민 A, 알란토인, 칼라민, 카올린, 글리세린, 또는 콜로이드 오트밀, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 피부 케어 제품은, 예를 들어 세라미드, 히알루론산, 글리세린, 스쿠알란, 아미노산, 콜레스테롤, 지방산, 트리글리세리드, 인지질, 글리코스핑고리피드, 요소, 리놀레산, 글리코사미노글리칸, 무코다당류, 락트산나트륨, 또는 나트륨 피롤리돈 카르복실레이트와 같은 하나 이상의 천연 보습 인자를 포함할 수 있다. 피부 케어 제품에 포함될 수 있는 다른 성분들은 글리세리드, 살구씨유, 카놀라유, 스쿠알란, 스쿠알렌, 코코넛유, 옥수수유, 호호바유, 호호바 왁스, 레시틴, 올리브유, 홍화유, 참기름, 시어버터, 대두유, 스위트아몬드유, 해바라기유, 티트리 오일, 시어버터, 팜유, 콜레스테롤, 콜레스테롤 에스테르, 왁스 에스테르, 지방산, 알로에 베라, 및 오렌지유를 제한 없이 포함한다.
본원의 개인 케어 제품은 또한, 예를 들어 메이크업, 립스틱, 마스카라, 루즈, 파운데이션, 블러쉬, 아이라이너, 립라이너, 립글로스, 기타 화장품, 썬스크린, 썬블록, 네일 폴리시, 네일 컨디셔너, 바스젤, 샤워젤, 바디워시, 세안제, 립밤, 스킨 컨디셔너, 콜드 크림, 보습제, 바디 스프레이, 비누, 바디 스크럽, 각질제거제, 수렴제, 스크러핑 로션, 제모제, 퍼머넌트 웨이빙 용액, 비듬방지 제형, 발한방지 조성물, 탈취제, 면도 제품, 면도전 제품, 면도후 제품, 클렌저, 스킨젤, 린스, 치분 조성물, 치약, 또는 구강청결제의 형태일 수 있다. 개인 케어 제품(예컨대, 클리너, 비누, 스크럽, 화장품)은 담체 또는 각질제거제(예컨대, 호호바 비드[호호바 에스테르 비드])(예컨대, 약 1~10, 3~7, 4~6, 또는 5 중량%)를 포함하며; 이러한 제제는 선택적으로 제품 내에 분산될 수 있다.
일부 양태에서 개인 케어 제품은 헤어 케어 제품일 수 있다. 본원의 헤어 케어 제품의 예에는 샴푸, 헤어 컨디셔너(잔류형(leave-in) 또는 헹굼형(rinse-out)), 크림 린스, 염모제, 모발 염색제, 헤어 샤인 제품, 헤어 세럼, 헤어 안티-프리즈(hair anti-frizz) 제품, 헤어 스플릿-엔드 리페어(hair split-end repair) 제품, 무스, 헤어 스프레이, 및 스타일링 젤이 포함된다. 일부 실시 형태에서 헤어 케어 제품은 액체, 페이스트, 젤, 고체, 또는 분말의 형태일 수 있다. 본원에 개시된 바와 같은 헤어 케어 제품은 전형적으로 헤어 케어 제품을 제형화하는 데 일반적으로 사용되는 다음 성분들 중 하나 이상을 포함한다: 음이온성 계면활성제, 예컨대 폴리옥시에틸렌라우릴 에테르 소듐 술페이트; 양이온성 계면활성제, 예컨대 스테아릴트리메틸암모늄 클로라이드 및/또는 디스테아릴트리메틸암모늄 클로라이드; 비이온성 계면활성제, 예컨대 글리세릴 모노스테아레이트, 소르비탄 모노팔미테이트 및/또는 폴리옥시에틸렌세틸 에테르; 습윤제, 예컨대 프로필렌 글리콜, 1,3-부틸렌 글리콜, 글리세린, 소르비톨, 피로글루탐산 염, 아미노산 및/또는 트리메틸글리신; 탄화수소, 예컨대 액체 파라핀, 페트롤라텀, 고체 파라핀, 스쿠알란 및/또는 올레핀 올리고머; 더 고차 알코올, 예컨대 스테아릴 알코올 및/또는 세틸 알코올; 과지방제; 비듬방지제; 소독제(disinfectant); 항염증제; 생약; 수용성 중합체, 예컨대 메틸 셀룰로오스, 히드록시셀룰로오스 및/또는 부분 데아세틸화 키틴; 살균제(antiseptic), 예컨대 파라벤; 자외광 흡수제; 진주광택제; pH 조정제; 향료; 및 안료.
본원의 제약 제품은, 예를 들어 에멀젼, 액체, 엘릭서, 겔, 현탁액, 용액, 크림, 또는 연고의 형태일 수 있다. 또한, 본원의 제약 제품은 항균 또는 항진균 조성물과 같이, 본원에 개시된 임의의 개인 케어 제품의 형태일 수 있다. 제약 제품은 하나 이상의 제약상 허용가능한 담체, 희석제, 및/또는 제약상 허용가능한 염을 추가로 포함할 수 있다. 본원에 개시된 불용성 알파-글루칸 입자는 또한 캡슐, 비드, 파스틸(pastille), 캡슐화제(encapsulant), 정제, 정제 코팅에 사용될 수 있고, 약제 및 약물용 부형제로 사용될 수 있다.
불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 본원의 조성물은 예를 들어 캡슐화제일 수 있다. 캡슐화제는 예를 들어 캡슐화제 내에 보유된 물질 및/또는 활성제(들)/화합물(들)의 방출을 제어하고/하거나 보호하기 위해 사용될 수 있다. 본원의 캡슐화제는 방향제(예컨대, 본원에 참고로 포함된 미국 특허 제7196049호에 개시된 바와 같은 임의의 것), 섭취가능 제품(예컨대, 본원에 참고로 포함된 미국 특허 제7022352호에 개시된 바와 같은 식품, 음료, 향), 제약 또는 건강 제품(예컨대, 액체 약물, 프리바이오틱, 프로바이오틱), 개인 케어 제품(예컨대, 치약, 구강청결제, 페이스/바디 크림), 가정 케어 제품(예컨대, 건조 또는 액체 세제, 표백제)을 캡슐화할 수 있다. 예를 들어, (알파-글루칸 입자를 갖거나 갖지 않는) 본원에 개시된 또는 미국 특허 출원 공개 제2009/0209661호 또는 제2007/0148105호 (각각 본원에 참조로 포함됨)에 개시된 바와 같은 임의의 적합한 조성물/제품(예컨대, 소비자 제품)이 캡슐화될 수 있다. 일부 양태에서, 본원의 캡슐화제는 소수성 또는 비극성 조성물을 캡슐화할 수 있으며; 소수성 또는 비극성 조성물은 예를 들어 지질(예컨대, 오일, 에센셜 오일, 지방, 왁스, 유리 지방산, 글리세롤, 인지질, 스테롤, 트리글세리드, 디글리세리드, 모노글리세리드), 알칸, 알켄/올레핀, 소수성 방향족 또는 환형 화합물, 소수성 아로마 화합물, 및/또는 소수성 풍미제(flavorant) 또는 영양소를 포함할 수 있다. 본원의 캡슐화된 제품은 일부 양태에서 건조 형태일 수 있다. 일부 경우에 캡슐화제는 본원의 필름 또는 코팅과 동일하거나 유사한 조성/제형, 및/또는 두께를 가질 수 있으며, 이러한 필름 또는 코팅은 캡슐화제로서 사용하기에 적합하다. 예를 들어 캡슐화제는 약, 또는 적어도 약 50, 60, 70, 80, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 또는 100 중량%의 불용성 알파-글루칸 입자를 포함할 수 있다. 본원의 이러한 및/또는 다른 캡슐화제는, 일부 양태에서, 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트, 폴리락트산, (알파-글루칸 입자 이외의) 다당류, 젤라틴, 멜라민, 및/또는 포름알데히드를 추가로 포함할 수 있다. 본원의 캡슐화제의 기계적, 열적, 및/또는 분해 프로파일을 변경하는 하나 이상의 추가 첨가제가 선택적으로 포함될 수 있다.
일부 양태에서, 본원에 개시된 바와 같은 캡슐화된 조성물은 다음을 포함하는 방법에 의해 생성될 수 있다: (a) 본원의 적어도 불용성 알파-1,3-글루칸, 물, 및 물에 혼화성인 액체/화합물(예컨대, 본원에 개시된 임의의 소수성 또는 비극성 물질)을 포함하는 액체 에멀젼을 제공하는 단계, 및 (b) 에멀젼으로부터 물의 전부 또는 대부분 (≥ 88 중량%, 90 중량%, 95 중량%, 98 중량%, 99 중량%, 99.5 중량%, 99.9 중량%)을 제거하는 단계. 이러한 제거는 동결 건조 또는 분무 건조와 같은 건조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전술한 에멀젼 성분들을 혼합 및/또는 균질화함으로써 캡슐화 방법에서 액체 에멀젼이 제공될 수 있다. 일부 양태에서, 유화될 혼합물의 온도는 유화를 돕기 위해 증가된다. 예를 들어, 물이 아닌 성분(비혼화성 성분), 예컨대 실온에서 고체인 성분을 액화/용융시키기 위해 온도를 상승시켜(예컨대, 비혼화성 성분의 융점보다 적어도 1 또는 2℃ 높게 온도를 상승시킴), 물에 비혼화성인 액체/화합물을 제공할 수 있다. 유화의 증가된 온도는 전형적으로 건조 단계가 유화에 들어가는 시점까지 유지된다. 본원의 캡슐화 방법에서, 본 방법의 생성물과 관련하여, 물과 비혼화성인 액체/화합물(또는 융점에 따라 고체인 경우도 있음)이 불용성 알파-1,3-글루칸을 포함하는 조성물에 의해 캡슐화되는 것으로 이해되어야 한다. 예컨대 동결 건조 또는 분무 건조에 의해 본원의 캡슐화된 생성물을 제조하기 위한 조건(예컨대, 온도, 압력, 시간, 및/또는 공기 유량)은 예를 들어 실시예 7에서 하기에 개시되는 값과 동일하거나 유사하다(예컨대, 언급된 값의 5%, 10%, 15%, 또는 20% 이내임). 본 발명의 캡슐화 방법의 일부 대안적인 양태에서, 알파-1,3-글루칸은 본원의 알파-글루칸 전구체의 형태일 수 있다.
본원의 가정용 및/또는 산업용 제품은 예를 들어 드라이월 유형-조인트 화합물; 모르타르; 그라우트; 시멘트 석고; 스프레이 석고; 시멘트 스투코(cement stucco); 접착제; 페이스트; 벽/천장 텍스처라이저; 테이프 캐스팅, 압출 성형, 사출 성형 및 세라믹; 살충제, 제초제, 및 비료를 위한 스프레이 접착제 및 현탁/분산 조제; 패브릭 케어 제품, 예컨대 섬유 유연제 및 세탁 세제; 경질 표면 클리너; 공기 청향제; 중합체 에멀젼; 라텍스; 젤, 예컨대 수계 젤; 계면활성제 용액; 페인트, 예컨대 수계 페인트; 보호 코팅; 접착제; 실런트 및 코크(caulk); 잉크, 예컨대 수계 잉크; 금속-가공 유체; 필름 또는 코팅; 또는 전기도금, 인산염 처리, 아연도금 및/또는 일반 금속 세정 작업에 사용되는 에멀젼계 금속 세정 유체의 형태일 수 있다.
본원의 섭취가능 제품의 예에는 식품, 음료, 동물 사료, 동물 건강 및/또는 영향 제품, 및/또는 제약 제품이 포함된다. 섭취가능 제품에서 본원에 개시된 바와 같은 불용성 알파-글루칸 입자의 의도된 용도는, 예를 들어, 텍스처를 제공하고/하거나, 부피를 부가하고/하거나, 증점시키는 것일 수 있다.
섭취가능 제품에 본 발명의 불용성 알파-글루칸 입자를 사용하는 추가의 예에는 다음과 같은 용도가 포함된다: 벌킹, 결합 및/또는 코팅 성분; 착색제, 향/방향제, 및/또는 고강도 감미제를 위한 담체; 분무 건조 보조제; 벌킹제, 보딩(bodying)제, 분산제 및/또는 유화제; 및 수분 유지를 촉진하기 위한 성분(습윤제). 본원의 불용성 알파-글루칸 입자를 갖는, 제조될 수 있는 제품의 예시적인 예에는 식품 제품, 음료 제품, 제약 제품, 영양 제품, 및 스포츠 제품이 포함된다. 본원의 음료 제품의 예에는 농축 음료 믹스, 탄산 음료, 비-탄산 음료, 과일향 음료, 과일 주스, 차, 커피, 우유 넥타, 분말형 드링크, 액체 농축액, 우유 드링크, 즉석 음료(ready-to-drink, RTD) 제품, 스무디, 알코올 음료, 착향 물 및 이들의 조합이 포함된다. 식품 제품의 예에는 베이킹 제품(예컨대, 빵), 제과류, 냉동 유제품, 육류, 인공/합성/배양 육류, 시리얼 제품(예컨대, 아침용 시리얼), 유제품(예컨대, 요구르트), 조미료(예컨대, 겨자, 케첩, 마요네즈), 스낵 바, 수프, 드레싱, 믹스, 조리 식품, 이유식, 다이어트 제제, 땅콩 버터, 시럽, 감미제, 식품 코팅, 반려동물 식품, 동물 사료, 동물 건강 및 영양 제품, 말린 과일, 소스, 그레이비, 잼/젤리, 디저트 제품, 스프레드, 반죽, 빵가루, 향신료 믹스, 프로스팅 등이 포함된다. 일부 양태에서, 불용성 알파-글루칸 입자는 음료, 예컨대 유제품 음료, 비-유제품 대안 음료(예컨대, "비건" 밀크, 예컨대 소이 밀크, 아몬드 밀크, 또는 코코넛 밀크), 유제품 크리머, 및/또는 비-유제품 크리머(예컨대, 뜨거운 음료, 예컨대 커피[예컨대, 카푸치노], 차[예컨대, 차이 티]를 위한 것)의 거품을 제공하거나 향상시킬 수 있다.
본원에 개시된 불용성 알파-글루칸 입자는 예를 들어 개인 케어 제품, 제약 제품, 가정용 제품, 산업용 제품, 또는 섭취가능 제품(예컨대, 식품 제품)에 원하는 정도의 증점 및/또는 분산을 제공하는 양으로 포함될 수 있다. 제품 내의 불용성 알파-글루칸 입자의 농도 또는 양의 예는 상기에 제공된 임의의 중량 백분율이다.
본원에 개시된 조성물은 패브릭 케어 조성물과 같은 세제 조성물의 형태일 수 있다. 본원의 패브릭 케어 조성물은 예를 들어 손빨래, 세탁기 빨래 및/또는 기타 목적, 예컨대 패브릭의 침지 및/또는 전처리에 사용될 수 있다. 패브릭 케어 조성물은 예를 들어 세탁 세제; 패브릭 컨디셔너; 임의의 워시(wash)-, 린스(rinse)-, 또는 드라이어-첨가 제품; 단위 용량형 또는 스프레이의 형태를 취할 수 있다. 액체 형태의 패브릭 케어 조성물은 본원에 개시된 바와 같은 수성 조성물의 형태일 수 있다. 다른 양태에서, 패브릭 케어 조성물은 예컨대 과립형 세제 또는 건조기-첨가형 섬유 유연제 시트와 같은 건식 형태일 수 있다. 본원의 패브릭 케어 조성물의 다른 비제한적인 예에는 다음이 포함된다: 과립형 또는 분말형 다목적 또는 헤비-듀티 세척제; 액상형, 겔형 또는 페이스트형 다목적 또는 헤비-듀티 세척제; 액상 또는 건식 고급 패브릭(예를 들어 민감성 섬유(delicate)) 세제; 세정 보조제, 예컨대 표백 첨가제, "얼룩용 스틱", 또는 전처리제; 기재-함유형 제품, 예컨대 건식 및 습식 와이프, 패드, 또는 스펀지; 스프레이 및 미스트.
본원의 세제 조성물은 임의의 유용한 형태, 예를 들어 분말, 과립, 페이스트, 바(bar), 단위 용량형, 또는 액체일 수 있다. 액체 세제는 약 70 중량% 이하의 물 및 0 중량% 내지 약 30 중량%의 유기 용매를 전형적으로 함유하는 수성 액체 세제일 수 있다. 이것은 또한 약 30중량%의 물만 함유하는 콤팩트 겔 형태일 수 있다.
전형적으로, 본원에서 세제 조성물은 1종 이상의 계면활성제를 포함하며, 여기서, 계면활성제는 비이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 쯔비터이온성 계면활성제, 반극성 비이온성 계면활성제 및 이들의 혼합물로부터 선택된다. 일부 실시 형태에서, 계면활성제는 세제 조성물의 중량을 기준으로 약 0.1% 내지 약 60%의 수준으로 존재하고, 대안적인 실시 형태에서는 이 수준은 약 1% 내지 약 50%이고, 또 다른 실시 형태에서는 이 수준은 약 5% 내지 약 40%이다. 세제는 보통 0 중량% 내지 약 50 중량%의 음이온성 계면활성제, 예컨대 선형 알킬벤젠술포네이트(LAS), 알파-올레핀술포네이트(AOS), 알킬 술페이트(지방 알코올 황산염)(AS), 알코올 에톡시술페이트(AEOS 또는 AES), 2차 알칸술포네이트(SAS), 알파-설포 지방산 메틸 에스테르, 알킬- 또는 알케닐석신산, 또는 비누를 함유한다. 게다가, 세제 조성물은 (예를 들어, 본원에 참조로 포함된 WO92/06154호에 기재된 바와 같이) 0 중량% 내지 약 40 중량%의 비이온성 계면활성제, 예컨대 알코올 에톡실레이트(AEO 또는 AE), 카르복실화 알코올 에톡실레이트, 노닐페놀 에톡실레이트, 알킬폴리글리코시드, 알킬디메틸아민옥시드, 에톡실화 지방산 모노에탄올아미드, 지방산 모노에탄올아미드, 또는 폴리히드록시 알킬 지방산 아미드를 선택적으로 함유할 수 있다.
본원의 세제 조성물은 전형적으로 하나 이상의 세제 빌더 또는 빌더 시스템을 포함한다. 일부 양태에서, 산화된 알파-1,3-글루칸은 본원에 개시된 임의의 것과 같은 하나 이상의 추가적인 빌더와 함께 사용되는 보조-빌더(co-builder)로서 포함될 수 있다. 본원에 사용하기 위한 산화된 알파-1,3-글루칸 화합물은 미국 특허 출원 공개 제2015/0259439호에 개시되어 있다. 적어도 하나의 빌더를 포함하는 일부 실시 형태에서, 세정 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로 적어도 약 1%, 약 3% 내지 약 60% 또는 심지어 약 5% 내지 약 40%의 빌더를 포함한다. (산화된 알파-1,3-글루칸에 더하여) 빌더는 폴리포스페이트의 알칼리 금속, 암모늄 및 알카놀암모늄 염, 알칼리 금속 실리케이트, 알칼리 토금속 및 알칼리 금속 카르보네이트, 알루미노실리케이트, 폴리카르복실레이트 화합물, 에테르 히드록시폴리카르복실레이트, 말레산 무수물과 에틸렌 또는 비닐 메틸 에테르의 공중합체, 1,3,5-트리히드록시 벤젠-2,4,6-트리술폰산 및 카르복시메틸옥시석신산, 에틸렌디아민 테트라아세트산 및 니트릴로트리아세트산과 같은 폴리아세트산의 다양한 알칼리 금속, 암모늄 및 치환 암모늄 염, 그리고 폴리카르복실레이트, 예컨대 멜리트산, 석신산, 시트르산, 옥시디석신산, 폴리말레산, 벤젠 1,3,5-트리카르복실산, 카르복시메틸옥시석신산, 및 이의 가용성 염을 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 실제로, 임의의 적합한 빌더가 본 발명의 다양한 실시 형태에 사용되는 것으로 고려된다. 세제 빌더 또는 복합화제의 추가적인 예는 제올라이트, 디포스페이트, 트리포스페이트, 포스포네이트, 시트레이트, 니트릴로트리아세트산(NTA), 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA), 디에틸렌트리아민펜타아세트산(DTMPA), 알킬- 또는 알케닐숙신산, 가용성 실리케이트 또는 층상 실리케이트(예를 들어, Hoechst로부터의 SKS-6)를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 빌더는 시트레이트 및 폴리포스페이트(예컨대 소듐 트리폴리포스페이트 및 소듐 트리폴리포스페이트 6수화물, 포타슘 트리폴리포스페이트, 및 혼합 소듐 및 포타슘 트리폴리포스페이트 등)와 같은 수용성 경도 이온 착물(예컨대 금속이온봉쇄 빌더)을 형성한다. 당업계에 공지된 것들(예컨대, EP2100949호 참조)을 포함하는 임의의 적합한 빌더가 본 발명에 사용될 수 있는 것으로 고려된다.
일부 실시 형태에서, 적합한 빌더는 포스페이트 빌더 및 비-포스페이트 빌더를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 빌더는 포스페이트 빌더이다. 일부 실시 형태에서, 빌더는 비-포스페이트 빌더이다. 빌더는 조성물의 중량을 기준으로 0.1% 내지 80%, 또는 5% 내지 60%, 또는 10% 내지 50%의 수준으로 사용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제품은 포스페이트 및 비-포스페이트 빌더의 혼합물을 포함한다. 적합한 포스페이트 빌더는 모노-포스페이트, 디-포스페이트, 트리-폴리포스페이트 또는 올리고머-폴리포스페이트를 포함한다(나트륨 염을 포함하는, 이들 화합물의 알칼리 금속 염을 포함함). 일부 실시 형태에서, 빌더는 소듐 트리폴리포스페이트(STPP)일 수 있다. 추가적으로, 조성물은 카르보네이트 및/또는 시트레이트, 바람직하게는 중성 pH 조성물을 달성하는 데 도움이 되는 시트레이트를 포함할 수 있다. 다른 적합한 비-포스페이트 빌더는 폴리카르복실산의 단독중합체 및 공중합체 및 이들의 부분 또는 완전 중화된 염, 단량체성 폴리카르복실산 및 히드록시카르복실산 및 그 염을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 상기에 언급된 화합물들의 염은 암모늄 및/또는 알칼리 금속 염(나트륨 염을 포함함), 즉, 리튬, 나트륨, 및 칼륨 염을 포함한다. 적합한 폴리카르복실산은 비환형, 지환족, 복소환식 및 방향족 카르복실산을 포함하며, 일부 실시 형태에서, 각각의 경우에, 일부 경우에, 2개 이하의 탄소 원자에 의해 서로 이격된 적어도 2개의 카르복실 기를 함유할 수 있다.
본원의 세제 조성물은 적어도 하나의 킬레이팅제를 포함할 수 있다. 적합한 킬레이팅제는 구리, 철 및/또는 망간 킬레이팅제 및 이들의 혼합물을 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 적어도 하나의 킬레이팅제가 사용되는 실시 형태에서, 조성물은 조성물의 중량을 기준으로 약 0.1% 내지 약 15% 또는 심지어 약 3.0% 내지 약 10%의 킬레이팅제를 포함한다.
본원의 세제 조성물은 적어도 하나의 침착 조제를 포함할 수 있다. 적합한 침착 조제는 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리카르복실레이트, 방오 중합체, 예컨대 폴리텔레프탈산, 점토, 예컨대 카올리나이트, 몬모릴로나이트, 아타풀가이트, 일라이트, 벤토나이트, 할로이사이트, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만 이로 한정되지 않는다.
본원의 세제 조성물은 하나 이상의 이염 억제제를 포함할 수 있다. 적합한 중합체성 이염 억제제는 폴리비닐피롤리돈 중합체, 폴리아민 N-옥시드 중합체, N-비닐피롤리돈과 N-비닐이미다졸의 공중합체, 폴리비닐옥사졸리돈 및 폴리비닐이미다졸 또는 이들의 혼합물을 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 추가적인 이염 억제제는 망간 프탈로시아닌, 퍼옥시다아제, 폴리비닐피롤리돈 중합체, 폴리아민 N-옥시드 중합체, N-비닐피롤리돈과 N-비닐이미다졸의 공중합체, 폴리비닐옥사졸리돈 및 폴리비닐이미다졸 및/또는 이들의 혼합물; 킬레이팅제(이의 예는 에틸렌-디아민-테트라아세트산(EDTA)을 포함함); 디에틸렌 트리아민 펜타 메틸렌 포스폰산(DTPMP); 히드록시-에탄 디포스폰산(HEDP); 에틸렌디아민 N,N'-디숙신산(EDDS); 메틸 글리신 디아세트산(MGDA); 디에틸렌 트리아민 펜타 아세트산(DTPA); 프로필렌 디아민 테트라아세트산(PDT A); 2-히드록시피리딘-N-옥시드(HPNO); 또는 메틸 글리신 디아세트산(MGDA); 글루탐산 N,N-디아세트산(N,N-디카르복시메틸 글루탐산 테트라소듐 염(GLDA); 니트릴로트리아세트산(NTA); 4,5-디히드록시-m-벤젠디술폰산; 시트르산 및 이의 임의의 염; N-히드록시에틸 에틸렌디아민트리-아세트산(HEDTA), 트리에틸렌테트라아민헥사아세트산(TTHA), N-히드록시에틸이미노디아세트산(HEIDA), 디히드록시에틸글리신(DHEG), 에틸렌디아민테트라프로피온산(EDTP) 및 이의 유도체를 포함하며, 이들은 단독으로 또는 임의의 전술한 것과 조합하여 사용될 수 있다. 적어도 하나의 이염 억제제가 사용되는 실시 형태에서, 본원의 조성물은 조성물의 중량을 기준으로 약 0.0001% 내지 약 10%, 약 0.01% 내지 약 5%, 또는 심지어 약 0.1% 내지 약 3%를 포함할 수 있다.
본원의 세제 조성물은 실리케이트를 포함할 수 있다. 이들 실시 형태의 일부에서, 소듐 실리케이트(예컨대, 소듐 디실리케이트, 소듐 메타실리케이트, 및/또는 결정성 필로실리케이트)가 사용된다. 일부 실시 형태에서, 실리케이트는 조성물의 중량을 기준으로 약 1% 내지 약 20%의 수준으로 존재한다. 일부 실시 형태에서, 실리케이트는 조성물의 중량을 기준으로 약 5% 내지 약 15%의 수준으로 존재한다.
본원의 세제 조성물은 분산제를 포함할 수 있다. 적합한 수용성 유기 물질은 단독중합체성 또는 공중합체성 산 또는 이의 염을 포함하지만 이로 한정되지 않으며, 여기서, 폴리카르복실산은 2개 이하의 탄소 원자에 의해 서로 분리된 적어도 2개의 카르복실 라디칼을 포함한다.
본원의 세제 조성물은 예를 들어 상기에 개시된 바와 같은 하나 이상의 효소를 추가로 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 세제 조성물은 조성물의 중량을 기준으로 각각 약 0.00001% 내지 약 10%의 수준의 하나 이상의 효소 및 조성물의 중량을 기준으로 나머지의 세정 보조제 물질을 포함할 수 있다. 일부 다른 양태에서, 세제 조성물은 또한, 조성물의 중량을 기준으로 각각의 효소를 약 0.0001% 내지 약 10%, 약 0.001% 내지 약 5%, 약 0.001% 내지 약 2% 또는 약 0.005% 내지 약 0.5%의 수준으로 포함할 수 있다. 본원의 세제 조성물에 포함된 효소는 통상적인 안정제, 예를 들어 폴리올, 예컨대 프로필렌 글리콜 또는 글리세롤; 당 또는 당 알코올; 락트산; 붕산 또는 붕산 유도체(예를 들어, 방향족 보레이트 에스테르)를 사용하여 안정화될 수 있다.
일부 양태에서 세제 조성물은 본원에 개시된 바와 같은 불용성 알파-글루칸 입자에 더하여 하나 이상의 다른 유형의 중합체를 포함할 수 있다. 본원에서 유용한 다른 유형의 중합체의 예는 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC), 덱스트란, 폴리(비닐피롤리돈)(PVP), 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 폴리(비닐 알코올)(PVA), 폴리카르복실레이트, 예컨대 폴리아크릴레이트, 말레산/아크릴산 공중합체, 및 라우릴 메타크릴레이트/아크릴산 공중합체를 포함한다.
본원의 세제 조성물은 표백 시스템을 함유할 수 있다. 예를 들어, 표백 시스템은 테트라아세틸에틸렌디아민(TAED) 또는 노나노일옥시벤젠술포네이트(NOBS)와 같은 과산-형성 표백 활성제와 조합될 수 있는 퍼보레이트 또는 퍼카르보네이트와 같은 H2O2 공급원을 포함할 수 있다. 대안적으로, 표백 시스템은 퍼옥시산(예를 들어, 아미드, 이미드, 또는 술폰계 퍼옥시산)을 포함할 수 있다. 또한 대안적으로, 표백 시스템은 예를 들어, WO2005/056783호에 기재된 시스템과 같은, 퍼히드롤라아제를 포함하는 효소적 표백 시스템일 수 있다.
본원의 세제 조성물은 통상적인 세제 성분, 예컨대 패브릭 컨디셔너, 점토, 폼 부스터(foam booster), 비누 거품 억제제, 부식 방지제, 오염물 현탁제, 오염물 재침착 방지제, 염료, 살세균제, 변색 억제제, 형광 증백제, 또는 향료를 또한 함유할 수 있다. 본원에서 세제 조성물의 pH(사용 농도에서 수용액에서 측정됨)는 보통 중성 또는 알칼리성(예를 들어, 약 7.0 내지 약 11.0의 pH)이다.
원한다면, 본원의 불용성 알파-글루칸 입자는 재침착 방지제 및/또는 흙 오물 제거제로서 세제 조성물, 예컨대 패브릭 케어 조성물에 포함될 수 있는 것으로 여겨진다(이러한 제제는 특정 양태에서 선택적으로 백색도 유지제로서 특징지어질 수 있다). 본원의 다른 적합한 재침착 방지제 및/또는 흙 오물 제거제의 예는 폴리에톡시 쯔비터이온성 계면활성제, 아크릴산 또는 메타크릴산과 아크릴산 또는 메타크릴산-에틸렌 옥시드 축합물의 수용성 공중합체(예컨대, 미국 특허 제3719647호), 셀룰로오스 유도체, 예컨대 카르복시메틸셀룰로오스 및 히드록시프로필셀룰로오스(예컨대, 미국 특허 제3597416호 및 제3523088호), 및 비이온성 알킬 폴리에톡시 계면활성제, 폴리에톡시 알킬 4차 양이온성 계면활성제 및 지방 아미드 계면활성제를 포함하는 혼합물(예컨대, 미국 특허 제4228044호)을 포함한다. 다른 적합한 재참착 방지제 및 흙 오물 제거제의 비제한적인 예는 미국 특허 제4597898호 및 제4891160호와, 국제 특허 출원 공개 WO95/32272호(이들 모두는 본원에 참고로 포함됨)에 개시되어 있다.
본원에 개시된 목적에 적합할 수 있는 특정 형태의 세제 조성물은, 예를 들어, US20090209445A1, US20100081598A1, US7001878B2, EP1504994B1, WO2001085888A2, WO2003089562A1, WO2009098659A1, WO2009098660A1, WO2009112992A1, WO2009124160A1, WO2009152031A1, WO2010059483A1, WO2010088112A1, WO2010090915A1, WO2010135238A1, WO2011094687A1, WO2011094690A1, WO2011127102A1, WO2011163428A1, WO2008000567A1, WO2006045391A1, WO2006007911A1, WO2012027404A1, EP1740690B1, WO2012059336A1, US6730646B1, WO2008087426A1, WO2010116139A1, 및 WO2012104613A1에 개시되어 있으며, 이들 모두는 참고로 포함된다.
본원의 세탁 세제 조성물은 선택적으로 헤비 듀티(다목적) 세탁 세제 조성물일 수 있다. 예시적인 헤비 듀티 세탁 세제 조성물은 세척성 계면활성제(10% 내지 40%(wt/wt))를 포함할 수 있으며, 이는 음이온성 세척성 계면활성제(선형 또는 분지형 또는 랜덤 사슬, 치환 또는 비치환 알킬 술페이트, 알킬 술포네이트, 알킬 알콕실화 술페이트, 알킬 포스페이트, 알킬 포스포네이트, 알킬 카르복실레이트 및/또는 이들의 혼합물의 군으로부터 선택됨), 및 선택적으로 비이온성 계면활성제(선형 또는 분지형 또는 랜덤 사슬, 치환 또는 비치환 알킬 알콕실화 알코올, 예를 들어, C8-C18 알킬 에톡실화 알코올 및/또는 C6-C12 알킬 페놀 알콕실레이트의 군으로부터 선택됨)를 포함하고, 여기서 음이온성 세척성 계면활성제(6.0 내지 9의 친수성 지수(HIc)를 가짐) 대 비이온성 세척성 계면활성제의 중량비는 1:1보다 크다. 적합한 세척성 계면활성제는 또한 양이온성 세척성 계면활성제(알킬 피리디늄 화합물, 알킬 4차 암모늄 화합물, 알킬 4차 포스포늄 화합물, 알킬 3차 술포늄 화합물, 및/또는 이들의 혼합물의 군으로부터 선택됨); 쯔비터이온성 및/또는 양쪽성 세척성 계면활성제(알칸올아민 술포-베타인의 군으로부터 선택됨); 양쪽성 계면활성제; 반극성 비이온성 계면활성제 및 이들의 혼합물을 포함한다.
본원의 세제, 예컨대 헤비 듀티 세탁 세제 조성물은 양친매성 알콕실화 그리스 세정 중합체(0.05 중량% 내지 10 중량% 범위의 알콕실화 폴리알킬렌이민과 같은 분지형 친수성 및 소수성 특성을 갖는 알콕실화 중합체의 군으로부터 선택됨) 및/또는 랜덤 그래프트 중합체(전형적으로 불포화 C1-C6 카르복실산, 에테르, 알코올, 알데히드, 케톤, 에스테르, 당 단위, 알콕시 단위, 말레산 무수물, 포화 폴리알코올, 예컨대 글리세롤, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 단량체를 포함하는 친수성 백본; 및 C4-C25 알킬 기, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 포화 C1-C6 모노-카르복실산의 비닐 에스테르, 아크릴산 또는 메타크릴산의 C1-C6 알킬 에스테르, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 소수성 측쇄(들)로 구성됨)로 이루어진 계면활성제 부스팅 중합체를 선택적으로 포함할 수 있다.
헤비 듀티 세탁 세제 조성물과 같은 본원의 세제는 추가의 중합체, 예컨대 방오 중합체(음이온성 말단-캡핑(capped) 폴리에스테르, 예를 들어 SRP1, 랜덤 또는 블록 구성의, 당류, 디카르복실산, 폴리올 및 이들의 조합으로부터 선택되는 적어도 하나의 단량체 단위를 포함하는 중합체, 에틸렌 테레프탈레이트계 중합체 및 이의 공중합체(랜덤 또는 블록 구성), 예를 들어 REPEL-O-TEX SF, SF-2 및 SRP6, TEXCARE SRA100, SRA300, SRN100, SRN170, SRN240, SRN300 및 SRN325, MARLOQUEST SL을 포함함), 본원의 재침착 방지제(들)(0.1 중량% 내지 10 중량%)(카르복실레이트 중합체, 예컨대 아크릴산, 말레산(또는 말레산 무수물), 푸마르산, 이타콘산, 아코니트산, 메사콘산, 시트라콘산, 메틸렌말론산, 및 이들의 임의의 혼합물로부터 선택되는 적어도 하나의 단량체를 포함하는 중합체, 비닐피롤리돈 단독중합체, 및/또는 폴리에틸렌 글리콜(분자량: 500 내지 100,000 Da의 범위); 및 중합체성 카르복실레이트(예컨대 말레에이트/아크릴레이트 랜덤 공중합체 또는 폴리아크릴레이트 단독중합체)를 포함함)를 선택적으로 포함할 수 있다.
헤비 듀티 세탁 세제 조성물과 같은 본원의 세제는 포화 또는 불포화 지방산, 바람직하게는 포화 또는 불포화 C12-C24 지방산(0 중량% 내지 10 중량%); 침착 조제(이의 예는 다당류, 셀룰로오스 중합체, 폴리 디알릴 디메틸 암모늄 할라이드(DADMAC), 및 DADMAC와 비닐 피롤리돈의 공중합체, 아크릴아미드, 이미다졸, 이미다졸리늄 할라이드, 및 이들의 혼합물(랜덤 또는 블록 구성)을 포함함), 양이온성 구아 검, 양이온성 전분, 양이온성 폴리아실아미드 또는 이들의 조합을 선택적으로 추가로 포함할 수 있다.
헤비 듀티 세탁 세제 조성물과 같은 본원의 세제는 이염 억제제(이의 예는 망간 프탈로시아닌, 퍼옥시다아제, 폴리비닐피롤리돈 중합체, 폴리아민 N-옥시드 중합체, N-비닐피롤리돈과 N-비닐이미다졸의 공중합체, 폴리비닐옥사졸리돈 및 폴리비닐이미다졸 및/또는 이들의 혼합물을 포함함); 킬레이팅제(이의 예는 에틸렌-디아민-테트라아세트산(EDTA); 디에틸렌 트리아민 펜타 메틸렌 포스폰산(DTPMP), 히드록시-에탄 디포스폰산(HEDP), 에틸렌디아민 N,N'-디숙신산(EDDS), 메틸 글리신 디아세트산(MGDA); 디에틸렌 트리아민 펜타 아세트산(DTPA), 프로필렌 디아민 테트라아세트산(PDTA), 2-히드록시피리딘-N-옥시드(HPNO), 또는 메틸 글리신 디아세트산(MGDA), 글루탐산 N,N-디아세트산(N,N-디카르복시메틸 글루탐산 테트라소듐 염(GLDA), 니트릴로트리아세트산(NTA), 4,5-디히드록시-m-벤젠디술폰산, 시트르산 및 이의 임의의 염, N-히드록시에틸에틸렌디아민트리-아세트산(HEDTA), 트리에틸렌테트라아민헥사아세트산(TTHA), N-히드록시에틸이미노디아세트산 (HEIDA), 디히드록시에틸글리신(DHEG), 에틸렌디아민테트라프로피온산(EDTP) 및 이의 유도체를 포함함)을 선택적으로 추가로 포함할 수 있다.
본원의 세제, 예컨대 헤비 듀티 세탁 세제 조성물은 실리콘 또는 지방산 기반 비누 거품 억제제; 휴잉 염료(hueing dye), 칼슘 및 마그네슘 양이온, 시각적 신호전달 성분, 소포제(0.001 중량% 내지 약 4.0 중량%), 및/또는 구조화제/증점제(0.01 중량% 내지 5 중량%)(디글리세리드 및 트리글리세리드, 에틸렌 글리콜 디스테아레이트, 미정질 셀룰로오스, 마이크로파이버 셀룰로오스, 바이오폴리머, 잔탄 검, 젤란 검, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택됨)을 선택적으로 포함할 수 있다. 불용성 알파-글루칸 입자에 더하여 이러한 구조화제/증점제가, 일부 양태에서, 세제에 포함될 것이다. 구조화제는 구조제로도 지칭될 수 있다.
본원의 세제는, 예를 들어 헤비 듀티 건조/고체 세탁 세제 조성물일 수 있다. 이러한 세제는 다음을 포함할 수 있다: (i) 세척성 계면활성제, 예컨대 본원에 개시된 임의의 음이온성 세척성 계면활성제, 본원에 개시된 임의의 비이온성 세척성 계면활성제, 본원에 개시된 임의의 양이온성 세척성 계면활성제, 본원에 개시된 임의의 쯔비터이온성 및/또는 양쪽성 세척성 계면활성제, 임의의 양성 계면활성제, 임의의 반극성 비이온성 계면활성제, 및 이들의 혼합물; (ii) 빌더, 예컨대 임의의 포스페이트-무함유 빌더(예컨대, 0 중량% 내지 10 중량% 미만의 범위의 제올라이트 빌더), 임의의 포스페이트 빌더(예컨대, 0 중량% 내지 10 중량% 미만의 범위의 소듐 트리-폴리포스페이트), 시트르산, 시트레이트 염 및 니트릴로트리아세트산, 임의의 실리케이트 염(예컨대, 0 중량% 내지 10 중량% 미만의 범위의 소듐 또는 포타슘 실리케이트 또는 소듐 메타-실리케이트); 임의의 카르보네이트 염(예컨대, 0 중량% 내지 80 중량% 미만의 범위의 탄산나트륨 및/또는 중탄산나트륨), 및 이들의 혼합물; (iii) 표백제, 예컨대 임의의 광표백제(예컨대, 술폰화 아연 프탈로시아닌, 술폰화 알루미늄 프탈로시아닌, 잔텐 염료, 및 이들의 혼합물), 임의의 소수성 또는 친수성 표백 활성화제(예컨대, 도데카노일 옥시벤젠 술포네이트, 데카노일 옥시벤젠 술포네이트, 데카노일 옥시벤조산 또는 이들의 염, 3,5,5-트리메틸 헥사노일 옥시벤젠 술포네이트, 테트라아세틸 에틸렌 디아민-TAED, 노나노일옥시벤젠 술포네이트-NOBS, 니트릴 쿼트, 및 이들의 혼합물), 과산화수소의 임의의 공급원(예컨대, 무기 퍼히드레이트 염, 이의 예는 퍼보레이트, 퍼카르보네이트, 퍼술페이트, 퍼포스페이트, 또는 퍼실리케이트의 모노 또는 테트라 히드레이트 나트륨 염을 포함함), 임의의 사전 형성된 친수성 및/또는 소수성 과산(예컨대, 퍼카르복실산 및 염, 과탄산 및 염, 퍼이미드산 및 염, 퍼옥시모노황산 및 염, 및 이들의 혼합물); 및/또는 (iv) 임의의 다른 성분, 예컨대 표백 촉매(예컨대, 이민 표백 부스터, 이의 예는 이민 양이온 및 폴리이온, 이미늄 쯔비터이온, 개질된 아민, 개질된 아민 옥시드, N-술포닐 이민, N-포스포닐 이민, N-아실 이민, 티아디아졸 디옥시드, 퍼플루오로이민, 환형 당 케톤, 및 이들의 혼합물을 포함함), 및 금속-함유 표백 촉매(예컨대, 구리, 철, 티타늄, 루테늄, 텅스텐, 몰리브덴, 또는 망간 양이온과 함께 보조 금속 양이온, 예컨대 아연 또는 알루미늄 및 금속이온봉쇄제, 예컨대 EDTA, 에틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰산).
패브릭 케어(예컨대, 세탁)를 위한 것과 같은 본원의 세제는, 예를 들어 단위 용량(예컨대, 사셰 또는 파우치)에 포함될 수 있다. 단위 용량 형태는 액체 또는 고체 세제 조성물을 완전히 둘러싸는 수용성 외부 필름을 포함할 수 있다. 단위 용량은 단일 구획을 포함할 수 있거나, 또는 적어도 2개, 3개, 또는 그 이상(다수)의 구획을 포함할 수 있다. 다수의 구획이 겹쳐진 배치 또는 나란한 배치로 배열될 수 있다. 본원의 용량 단위는 전형적으로 물과 접촉하기 전에 내용물이 방출되는 것을 허용하지 않고서 그의 내용물을 유지 및 보호하기에 적합한 임의의 형태/형상의 폐쇄 구조이다.
본원에 개시된 조성물은 예를 들어 식기세척용 세제 조성물의 형태일 수 있다. 식기세척용 세제의 예는 자동 식기세척용 세제(전형적으로 식기세척기에서 사용됨) 및 손설거지 식기세척용 세제를 포함한다. 식기세척용 세제 조성물은 예를 들어, 본원에 개시된 바와 같이 임의의 건식 또는 액체/수성 형태일 수 있다. 식기세척용 세제 조성물의 특정 실시 형태에 포함될 수 있는 성분은 예를 들어, 포스페이트; 산소계 또는 염소계 표백제; 비이온성 계면활성제; 알칼리 염(예를 들어, 메타실리케이트, 알칼리 금속 수산화물, 탄산나트륨); 본원에 개시된 임의의 활성 효소; 부식 방지제(예를 들어, 규산나트륨); 발포 방지제; 세라믹으로부터의 패턴 및 유약의 제거를 늦추는 첨가제; 향료; 고결 방지제(과립형 세제에서); 전분(정제-기반 세제에서); 겔화제(액체/겔 기반 세제에서); 및/또는 샌드(분말형 세제) 중 하나 이상을 포함한다.
자동 식기세척기용 세제 또는 액체 식기세척용 세제와 같은 식기세척용 세제는 (i) 0 내지 10 중량%의 양으로 존재하는 비이온성 계면활성제(임의의 에톡실화 비이온성 계면활성제, 알코올 알콕실화 계면활성제, 에폭시-캡핑된 폴리(옥시알킬화) 알코올, 또는 아민 옥시드 계면활성제를 포함함); (ii) 약 5 내지 60 중량%의 범위의 빌더(임의의 포스페이트계 빌더(예를 들어, 모노-포스페이트, 디-포스페이트, 트리-폴리포스페이트, 기타 올리고머형-폴리포스페이트, 소듐 트리폴리포스페이트-STPP), 임의의 포스페이트-비함유 빌더(예를 들어, 메틸-글리신-디아세트산[MGDA] 및 이의 염 또는 유도체, 글루타믹-N,N-디아세트산[GLDA] 및 이의 염 또는 유도체, 이미노디숙신산(IDS) 및 이의 염 또는 유도체, 카르복시 메틸 이눌린 및 이의 염 또는 유도체, 니트릴로트리아세트산[NTA], 디에틸렌 트리아민 펜타 아세트산[DTPA], B-알라닌디아세트산 [B-ADA] 및 이의 염을 포함하는 아미노산계 화합물), 폴리-카르복실산 및 이의 부분 중화 또는 완전 중화 염의 단독중합체 및 공중합체, 단량체성 폴리카르복실산 및 히드록시카르복실산 및 이의 염(0.5 중량% 내지 50 중량%의 범위), 또는 술폰화/카르복실화 중합체(약 0.1 중량% 내지 약 50 중량%의 범위)를 포함함); (iii) 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%의 범위의 드라이 조제(예를 들어, 폴리에스테르, 특히 음이온성 폴리에스테르(선택적으로, 중축합에 도움이 되는 3 내지 6개의 작용기, 전형적으로 산, 알코올 또는 에스테르 작용기를 갖는 추가 단량체와 함께임), 폴리카르보네이트-, 폴리우레탄- 및/또는 폴리우레아-폴리오르가노실록산 화합물 또는 이의 전구체 화합물, 특히 반응성 환형 카르보네이트 및 우레아 타입의 것); (iv) 약 1 중량% 내지 약 20 중량%의 범위의 실리케이트(예를 들어, 소듐 또는 포타슘 실리케이트, 예컨대 소듐 디실리케이트, 소듐 메타실리케이트 및 결정성 필로실리케이트); (v) 무기 표백제(예를 들어, 퍼히드레이트 염, 예컨대 퍼보레이트, 퍼카르보네이트, 퍼포스페이트, 퍼술페이트 및 퍼실리케이트 염) 및/또는 유기 표백제(예를 들어, 유기 퍼옥시산, 예컨대 디아실- 및 테트라아실퍼옥시드, 특히 디퍼옥시도데칸이산, 디퍼옥시테트라데칸이산, 및 디퍼옥시헥사데칸이산); (vi) 표백 활성화제 (예를 들어, 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%의 범위의 유기 과산 전구체) 및/또는 표백 촉매(예를 들어, 망간 트리아자시클로노난 및 관련 착물; Co, Cu, Mn, 및 Fe 비스피리딜아민 및 관련 착물; 및 펜타민 아세테이트 코발트(III) 및 관련 착물); (vii) 금속 케어제(약 0.1 중량% 내지 5 중량%의 범위)(예를 들어, 벤자트리아졸, 금속 염 및 착물, 및/또는 실리케이트); 및/또는 (viii) 자동 식기세척용 세제 조성물 1 g당 활성 효소 약 0.01 내지 5.0 mg 범위의 본원에 개시된 임의의 활성 효소, 및 효소 안정제 성분(예를 들어, 올리고당류, 다당류, 및 무기 2가 금속 염)을 포함할 수 있다.
식기 케어를 위한 것과 같은 본원의 세제는 단위 용량(예컨대, 사셰 또는 파우치)에 포함될 수 있고, 예를 들어, 패브릭 케어 세제에 대해 전술된 바와 같을 수 있으나, 적합한 식기용 세제 조성물을 포함한다.
본원에 개시된 조성물은 예를 들어 구강 케어 조성물의 형태일 수 있다. 구강 케어 조성물의 예는 치분, 치약, 구강청결제, 구강 헹굼액, 츄잉검, 및 일부 형태의 구강 케어(예컨대, 충치[치아 우식증], 치은염, 플라크, 치석, 및/또는 치주 질환의 치료 또는 예방)를 제공하는 식용 스트립을 포함한다. 구강 케어 조성물은 또한 혀 표면, 경구개 및 연구개, 협측 점막, 잇몸 및 치아 표면을 포함하는 구강 내에 임의의 연질 또는 경질 표면을 포함하는 "구강 표면"을 치료하기 위한 것일 수 있다. 본원에서 "치아 표면"은 자연 치아의 표면, 또는 예를 들어 크라운, 캡, 필링, 브리지, 의치, 또는 치아 임플란트를 포함하는 인공 치열의 경질 표면이다.
본원의 구강 케어 조성물은 약 0.01~15.0 중량%(예컨대, 약 0.1~10 중량% 또는 약 0.1~5.0 중량%, 약 0.1~2.0 중량%)의 예를 들어, 본원에 개시된 바와 같은 불용성 알파-글루칸 입자를 포함할 수 있다. 구강 케어 조성물에 포함된 불용성 알파-글루칸 입자는 때때로 증점제 및/또는 분산제로서 그에 제공될 수 있으며, 이는 조성물에 원하는 점조성 및/또는 입안 느낌(mouth feel)을 부여하는 데 유용할 수 있다. 예를 들어 카르복시비닐 중합체, 카라기난(예컨대, L-카라기난), 천연 검(예컨대, 카라야, 잔탄, 아라비아 검, 트래거캔스), 콜로이드 마그네슘 알루미늄 실리케이트, 또는 콜로이드 실리카와 같은 하나 이상의 다른 증점제 또는 분산제가 또한 본원의 구강 케어 조성물에 제공될 수 있다.
본원의 구강 케어 조성물은, 예를 들어 치약 또는 다른 치분일 수 있다. 이러한 조성물뿐만 아니라 본원의 임의의 다른 구강 케어 조성물은 제한 없이, 충치 방지제, 항미생물제 또는 항균제, 치석 방지제 또는 치석 제어제, 계면활성제, 연마제, pH-변경제, 거품 조절제, 습윤제, 풍미제, 감미제, 안료/착색제, 미백제, 및/또는 다른 적합한 성분 중 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다. 불용성 알파-글루칸 입자가 첨가될 수 있는 구강 케어 조성물의 예는 미국 특허 출원 공개 제2006/0134025호, 제2002/0022006호 및 제2008/0057007호(이들은 본원에 참조로 포함됨)에 개시되어 있다.
본원에서 충치 방지제는 플루오라이드 이온의 경구적으로 허용가능한 공급원일 수 있다. 플루오라이드 이온의 적합한 공급원은, 예를 들어, 플루오라이드, 모노플루오로포스페이트 및 플루오로실리케이트 염뿐만 아니라, 올라플루르 (N'-옥타데실트리메틸렌디아민-N,N,N'-트리스(2-에탄올)-디히드로플루오라이드)를 포함하는 아민 플루오라이드를 포함한다. 충치 방지제는, 예를 들어 약 100~20000 ppm, 약 200~5000 ppm, 또는 약 500~2500 ppm의 플루오라이드 이온을 조성물에 제공하는 양으로 존재할 수 있다. 플루오르화나트륨이 플루오라이드 이온의 유일한 공급원인 구강 케어 조성물에서, 예를 들어 약 0.01~5.0 중량%, 약 0.05~1.0 중량%, 또는 약 0.1~0.5 중량%의 양의 플루오르화나트륨이 조성물에 존재할 수 있다.
본원의 구강 케어 조성물에 사용하기에 적합한 항미생물제 또는 항균제는, 예를 들어, 페놀계 화합물(예컨대, 4-알릴카테콜; p-히드록시벤조산 에스테르, 예컨대 벤질파라벤, 부틸파라벤, 에틸파라벤, 메틸파라벤 및 프로필파라벤; 2-벤질페놀; 부틸화 히드록시아니솔; 부틸화 히드록시톨루엔; 캡사이신; 카르바크롤; 크레오솔; 유제놀; 구아이아콜; 할로겐화 비스페놀류, 예컨대 헥사클로로펜 및 브로모클로로펜; 4-헥실레소르시놀; 8-히드록시퀴놀린 및 이의 염; 살리실산 에스테르, 예컨대 멘틸 살리실레이트, 메틸 살리실레이트 및 페닐 살리실레이트; 페놀; 피로카테콜; 살리실아닐리드; 티몰; 할로겐화 디페닐에테르 화합물, 예컨대 트리클로산 및 트리클로산 모노포스페이트), 구리 (II) 화합물(예컨대, 구리 (II) 클로라이드, 플루오라이드, 술페이트 및 히드록시드), 아연 이온 공급원(예컨대, 아연 아세테이트, 시트레이트, 글루코네이트, 글리시네이트, 옥시드, 및 술페이트), 프탈산 및 이의 염(예컨대, 마그네슘 모노포타슘 프탈레이트), 헥세티딘, 옥테니딘, 상귀나린, 벤즈알코늄 클로라이드, 도미펜 브로마이드, 알킬피리디늄 클로라이드(예컨대 세틸피리디늄 클로라이드, 테트라데실피리디늄 클로라이드, N-테트라데실-4-에틸피리디늄 클로라이드), 요오드, 술폰아미드, 비스바이구아나이드(예컨대, 알렉시딘, 클로르헥시딘, 클로르헥시딘 디글루코네이트), 피페리디노 유도체(예컨대, 델모피놀, 옥타피놀), 매그놀리아 추출물, 포도씨 추출물, 로즈마리 추출물, 멘톨, 제라니올, 시트랄, 유칼립톨, 항생제(예컨대, 오그멘틴, 아목시실린, 테트라사이클린, 독시사이클린, 미노사이클린, 메트로니다졸, 네오마이신, 카나마이신, 클린다마이신), 및/또는 미국 특허 제5776435호(이는 본원에 참조로 포함됨)에 개시된 임의의 항균제를 포함한다. 하나 이상의 항미생물은 예를 들어, 개시된 구강 케어 조성물에 약 0.01~10 중량%(예컨대, 0.1~3 중량%)로 선택적으로 존재할 수 있다.
본원의 구강 케어 조성물에 사용하기에 적합한 치석방지제 또는 치석 제어제는, 예를 들어, 포스페이트 및 폴리포스페이트(예컨대, 피로포스페이트), 폴리아미노프로판술폰산(AMPS), 아연 시트레이트 트리히드레이트, 폴리펩티드(예컨대, 폴리아스파르트산 및 폴리글루탐산), 폴리올레핀 술포네이트, 폴리올레핀 포스페이트, 디포스포네이트(예컨대, 아자시클로알칸-2,2-디포스포네이트, 예컨대 아자시클로헵탄-2,2-디포스폰산), N-메틸 아자시클로펜탄-2,3-디포스폰산, 에탄-1-히드록시-1,1-디포스폰산(EHDP), 에탄-1-아미노-1,1-디포스포네이트, 및/또는 포스포노알칸 카르복실산 및 이의 염(예컨대, 그의 알칼리 금속 및 암모늄 염)을 포함한다. 유용한 무기 포스페이트 및 폴리포스페이트 염은, 예를 들어, 일염기성, 이염기성 및 삼염기성 소듐 포스페이트, 소듐 트리폴리포스페이트, 테트라폴리포스페이트, 모노-, 디-, 트리- 및 테트라-소듐 피로포스페이트, 디소듐 디히드로겐 피로포스페이트, 소듐 트리메타포스페이트, 소듐 헥사메타포스페이트, 또는 나트륨이 칼륨 또는 암모늄으로 대체된 이들 중 임의의 것을 포함한다. 특정 실시 형태에서 다른 유용한 치석제거제는 음이온성 폴리카르복실레이트 중합체(예컨대, 아크릴산, 메타크릴산, 및 말레산 무수물의 중합체 또는 공중합체, 예컨대 폴리비닐 메틸 에테르/말레산 무수물 공중합체)를 포함한다. 또 다른 유용한 치석 방지제는 금속이온봉쇄제, 예컨대 히드록시카르복실산(예컨대, 시트르산, 푸마르산, 말산, 글루타르산 및 옥살산 및 이의 염) 및 아미노폴리카르복실산(예컨대, EDTA)을 포함한다. 하나 이상의 치석 방지제 또는 치석 제어제는, 예를 들어, 개시된 구강 케어 조성물에 약 0.01~50 중량%(예컨대, 약 0.05~25 중량% 또는 약 0.1~15 중량%)로 선택적으로 존재할 수 있다.
본원의 구강 케어 조성물에 사용하기에 적합한 계면활성제는, 예를 들어 음이온성, 비이온성, 또는 양쪽성일 수 있다. 적합한 음이온성 계면활성제는, 제한 없이, C8-20 알킬 술페이트, C8-20 지방산의 술폰화 모노글리세리드, 사르코시네이트, 및 타우레이트의 수용성 염을 포함한다. 음이온성 계면활성제의 예는 소듐 라우릴 술페이트, 소듐 코코넛 모노글리세리드 술포네이트, 소듐 라우릴 사르코시네이트, 소듐 라우릴 이소에티오네이트, 소듐 라우레스 카르복실레이트 및 소듐 도데실 벤젠술포네이트를 포함한다. 적합한 비이온성 계면활성제는, 제한 없이, 폴록사머, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 에스테르, 지방 알코올 에톡실레이트, 알킬페놀 에톡실레이트, 3차 아민 옥시드, 3차 포스핀 옥시드, 및 디알킬 술폭시드를 포함한다. 적합한 양쪽성 계면활성제는, 제한 없이, 카르복실레이트, 술페이트, 술포네이트, 포스페이트 또는 포스포네이트와 같은 음이온성 기를 갖는 C8-20 지방족 2차 및 3차 아민의 유도체를 포함한다. 적합한 양쪽성 계면활성제의 예는 코코아미도프로필 베타인이다. 하나 이상의 계면활성제는, 예를 들어, 개시된 구강 케어 조성물에 약 0.01~10 중량%(예컨대, 약 0.05~5.0 중량% 또는 약 0.1~2.0 중량%)의 총량으로 선택적으로 존재한다.
본원의 구강 케어 조성물에 사용하기에 적합한 연마제는, 예를 들어, 실리카(예컨대, 실리카 겔, 수화 실리카, 침전 실리카), 알루미나, 불용성 포스페이트, 탄산칼슘, 및 수지 연마제(예컨대, 우레아-포름알데히드 축합 생성물)를 포함할 수 있다. 본원의 연마제로서 유용한 불용성 포스페이트의 예는 오르토포스페이트, 폴리메타포스페이트 및 피로포스페이트이고, 디칼슘 오르토포스페이트 디히드레이트, 칼슘 피로포스페이트, 베타-칼슘 피로포스페이트, 트리칼슘 포스페이트, 칼슘 폴리메타포스페이트 및 불용성 소듐 폴리메타포스페이트를 포함한다. 하나 이상의 연마제는, 예를 들어, 개시된 구강 케어 조성물에 약 5~70 중량% (예컨대, 약 10~56 중량% 또는 약 15~30 중량%)의 총량으로 선택적으로 존재한다. 특정 실시 형태에서 연마제의 평균 입자 크기는 약 0.1~30 미크론(예컨대, 약 1~20 미크론 또는 약 5~15 미크론)이다.
특정 실시 형태에서 구강 케어 조성물은 적어도 하나의 pH-조절제를 포함할 수 있다. 이러한 제제는 조성물의 pH를 약 2~10의 pH 범위(예컨대, 약 2~8, 3~9, 4~8, 5~7, 6~10, 또는 7~9 범위의 pH)로 산성화하거나, 더 염기성으로 만들거나, 완충하도록 선택될 수 있다. 본원에 유용한 pH-조절제의 예는, 제한 없이, 카르복실산, 인산 및 술폰산; 산 염(예컨대, 모노소듐 시트레이트, 디소듐 시트레이트, 모노소듐 말레이트); 알칼리 금속 히드록시드(예컨대 수산화나트륨, 카르보네이트, 예컨대 탄산나트륨, 바이카르보네이트, 세스퀴카르보네이트); 보레이트; 실리케이트; 포스페이트(예컨대, 모노소듐 포스페이트, 트리소듐 포스페이트, 피로포스페이트 염); 및 이미다졸을 포함한다.
본원의 구강 케어 조성물에 사용하기에 적합한 거품 조절제는, 예를 들어 폴리에틸렌 글리콜(PEG)일 수 있다. 예를 들어, 평균 분자량이 약 200000~7000000(예컨대, 약 500000~5000000 또는 약 1000000~2500000)인 것들을 포함하는 고분자량 PEG가 적합하다. 하나 이상의 PEG는, 예를 들어, 개시된 구강 케어 조성물에 약 0.1~10 중량%(예컨대, 약 0.2~5.0 중량% 또는 약 0.25~2.0 중량%)의 총량으로 선택적으로 존재한다.
특정 실시 형태에서 구강 케어 조성물은 적어도 하나의 습윤제를 포함할 수 있다. 특정 실시 형태에서 습윤제는 다가 알코올, 예컨대 글리세린, 소르비톨, 자일리톨, 또는 저분자량 PEG일 수 있다. 가장 적합한 습윤제는 또한 본원에서 감미제로서 기능할 수 있다. 하나 이상의 습윤제는, 예를 들어, 개시된 구강 케어 조성물에 약 1.0~70 중량% (예컨대, 약 1.0~50 중량%, 약 2~25 중량%, 또는 약 5~15 중량%)의 총량으로 선택적으로 존재한다.
천연 또는 인공 감미제가 선택적으로 본원의 구강 케어 조성물에 포함될 수 있다. 적합한 감미제의 예는 덱스트로스, 수크로스, 말토스, 덱스트린, 전화당, 만노스, 자일로스, 리보스, 프룩토스, 레불로스, 갈락토스, 옥수수 시럽(예컨대, 고과당 옥수수 시럽 또는 옥수수 시럽 고형물), 부분 가수분해 전분, 수소화 전분 가수분해물, 소르비톨, 만니톨, 자일리톨, 말티톨, 이소말트, 아스파탐, 네오탐, 사카린 및 이의 염, 디펩티드계 고강도 감미제, 및 시클라메이트를 포함한다. 하나 이상의 감미제는 예를 들어, 개시된 구강 케어 조성물에 약 0.005~5.0 중량%의 총량으로 선택적으로 존재한다.
천연 또는 인공 풍미제가 선택적으로 본원의 구강 케어 조성물에 포함될 수 있다. 적합한 풍미제의 예에는 바닐린; 세이지; 마조람; 파슬리 오일; 스피아민트 오일; 시나몬 오일; 윈터그린의 오일(메틸살리실레이트); 페퍼민트 오일; 클로브 오일; 베이(bay) 오일; 아니스 오일; 유칼립투스 오일; 시트러스 오일; 과일 오일; 에센스, 예컨대 레몬, 오렌지, 라임, 자몽, 살구, 바나나, 포도, 사과, 딸기, 체리, 또는 파인애플 유래; 콩- 및 견과류-유래 향, 예컨대 커피, 코코아, 콜라, 땅콩, 또는 아몬드; 및 흡수 및 캡슐화된 풍미제를 포함한다. 냉감 또는 온감 효과를 비롯하여, 입에서 방향 및/또는 다른 감각적 효과를 제공하는 성분이 또한 본원의 풍미제 내에 포함된다. 이러한 성분은, 제한 없이, 멘톨, 멘틸 아세테이트, 멘틸 락테이트, 캄포르, 유칼립투스 오일, 유칼립톨, 아네톨, 유제놀, 카시아, 옥사논, Irisone®, 프로페닐 구아이에톨, 티몰, 리날로올, 벤즈알데히드, 신남알데히드, N-에틸-p-멘탄-3-카르복스아미드, N,2,3-트리메틸-2-이소프로필부탄아미드, 3-(1-멘톡시)-프로판-1,2-디올, 신남알데히드 글리세롤 아세탈(CGA), 및 멘톤 글리세롤 아세탈(MGA)을 포함한다. 하나 이상의 풍미제는, 예를 들어, 개시된 구강 케어 조성물에 약 0.01~5.0 중량%(예컨대, 약 0.1~2.5 중량%)의 총량으로 선택적으로 존재한다.
특정 실시 형태에서 구강 케어 조성물은 적어도 하나의 바이카르보네이트 염을 포함할 수 있다. 예를 들어, 알칼리 금속 바이카르보네이트, 예컨대 중탄산나트륨 또는 중탄산칼륨, 및 중탄산암모늄을 포함하는, 임의의 경구적으로 허용가능한 바이카르보네이트가 사용될 수 있다. 하나 이상의 바이카르보네이트 염은, 예를 들어, 개시된 구강 케어 조성물에 약 0.1~50 중량%(예컨대, 약 1~20 중량%)의 총량으로 선택적으로 존재한다.
특정 실시 형태에서 구강 케어 조성물은 적어도 하나의 미백제 및/또는 착색제를 포함할 수 있다. 적합한 미백제는 퍼옥시드 화합물, 예컨대, 본원에 참고로 포함된 미국 특허 제8540971호에 개시된 것들 중 임의의 것이다. 본원의 적합한 착색제는, 예를 들어 안료, 염료, 레이크 및 특정 광채 또는 반사성을 제공하는 제제, 예컨대 진주광택제를 포함한다. 본원에 유용한 착색제의 구체적인 예는 활석; 운모; 탄산마그네슘; 탄산칼슘; 규산마그네슘; 규산알루미늄마그네슘; 실리카; 이산화티타늄; 산화아연; 적색, 황색, 갈색 및 흑색 산화철; 제2철 암모늄 페로시아나이트; 망간 바이올렛; 울트라마린; 운모 티탄; 및 비스무트 옥시클로라이드를 포함한다. 하나 이상의 착색제는, 예를 들어, 개시된 구강 케어 조성물에 약 0.001~20 중량%(예컨대, 약 0.01~10 중량% 또는 약 0.1~5.0 중량%)의 총량으로 선택적으로 존재한다.
본원의 경구 조성물에 선택적으로 포함될 수 있는 추가 성분은, 예를 들어 하나 이상의 효소(상기), 비타민, 및 접착방지제를 포함한다. 본원에 유용한 비타민의 예는 비타민 C, 비타민 E, 비타민 B5, 및 엽산을 포함한다. 적합한 접착방지제의 예는 솔브롤(solbrol), 피신(ficin), 및 쿼럼(quorum)-감지 억제제를 포함한다.
본 발명은 또한 물질을 처리하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 본원에 개시된 바와 같은 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 수성 조성물을 물질과 접촉시키는 단계를 포함한다.
본원의 접촉 방법에서 수성 조성물과 접촉되는 물질은 일부 양태에서 패브릭을 포함할 수 있다. 본원에서 패브릭은 천연 섬유, 합성 섬유, 반합성 섬유, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 본원에서 반합성 섬유는 화학적으로 유도체화된 천연 발생 물질을 사용하여 생성되는데, 이의 예로는 레이온이 있다. 본원에서 패브릭 유형의 비제한적 예는 다음으로 만들어진 패브릭을 포함한다: (i) 셀룰로오스 섬유, 예컨대 면(예를 들어, 브로드클로스(broadcloth), 캔버스, 샴브레이, 셔닐, 친츠, 코듀로이, 크레톤, 다마스크, 데님, 플란넬, 깅엄, 자카드, 편성물, 마틀라세, 옥스퍼드, 퍼케일, 포플린, 플리세, 새틴, 시어서커, 시어(sheers), 테리 클로스, 트윌, 벨벳), 레이온(예를 들어, 비스코스, 모달, 리오셀), 리넨 및 Tencel®; (ii) 단백질 섬유, 예컨대 견, 모 및 관련 포유류 섬유; (iii) 합성 섬유, 예컨대 폴리에스테르, 아크릴, 나일론 등; (iv) 황마, 아마, 모시, 코이어, 케이폭, 사이잘, 헤네켄, 아바카, 대마 및 선(sunn) 유래의 식물성 장섬유; 및 (v) (i) 내지 (iv)의 패브릭의 임의의 조합. 섬유 유형들(예를 들어, 천연 및 합성)의 조합을 포함하는 패브릭은 예를 들어 면 섬유 및 폴리에스테르 둘 다를 포함하는 패브릭을 포함한다. 본원에서 하나 이상의 패브릭을 포함하는 물질/물품은 예를 들어 의복, 커튼, 드레이프, 업홀스터리(upholstery), 카펫류, 침구류, 욕실용 리넨류, 식탁보, 침낭, 텐트, 자동차 인테리어 등을 포함한다. 천연 및/또는 합성 섬유를 포함하는 다른 물질은 예를 들어 부직 패브릭, 패딩, 종이 및 폼을 포함한다.
패브릭과 접촉되는 수성 조성물은, 예를 들어, 패브릭 케어 조성물(예컨대, 세탁 세제, 섬유 유연제)일 수 있다. 따라서, 특정 실시 형태에서 처리 방법은 패브릭 케어 조성물을 그에 이용하는 경우 패브릭 케어 방법 또는 세탁 방법으로 간주될 수 있다. 본원의 패브릭 케어 조성물은 다음의 패브릭 케어 이점 중 하나 이상(즉, 표면 실질적 효과(surface substantial effect))에 영향을 미치는 것으로 고려된다: 주름 제거, 주름 감소, 주름 저항성, 패브릭 마모 감소, 패브릭 마모 저항성, 패브릭 필링(pilling) 감소, 패브릭 수명 연장, 패브릭 색 유지, 패브릭 색 페이딩(color fading) 감소, 이염 감소, 패브릭 색 복원, 패브릭 오염 감소, 패브릭 발오성, 패브릭 형상 유지, 패브릭 매끄러움 향상, 패브릭 상의 오물의 재침착 방지, 세탁물의 그레잉 방지(anti-greying), 패브릭 핸드/핸들(fabric hand/handle) 개선, 및/또는 패브릭 수축 감소.
본원의 패브릭 케어 방법 또는 세탁 방법을 수행하기 위한 조건(예컨대, 시간, 온도, 세척/헹굼 부피)의 예는 본원에 참조로 포함된 WO1997/003161호 및 미국 특허 제4794661호, 제4580421호 및 제5945394호에 개시되어 있다. 다른 예에서, 패브릭을 포함하는 물질은: (i) 적어도 약 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 또는 120분 동안; (ii) 적어도 약 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 또는 95℃의 온도에서(예를 들어, 세탁물 세척 또는 헹굼의 경우: 약 15 내지 30℃의 "차가운" 온도, 약 30 내지 50℃의 "따뜻한" 온도, 약 50 내지 95℃의 "뜨거운" 온도); (iii) 약 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 또는 12의 pH에서(예를 들어, 약 2 내지 12, 또는 약 3 내지 11의 pH 범위); (iv) 적어도 약 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 또는 4.0 중량%의 염(예를 들어, NaCl) 농도에서; 또는 (i) 내지 (iv)의 임의의 조합에서, 본원의 수성 조성물과 접촉될 수 있다.
패브릭 케어 방법 또는 세탁 방법에서의 접촉 단계는 예를 들어 세척, 침지, 및/또는 헹굼 단계 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 또 다른 실시 형태에서 물질 또는 패브릭을 접촉시키는 것은, 예컨대 유효량의 본원의 불용성 알파-글루칸 입자를 패브릭 또는 물질과 용해, 혼합, 진탕, 분무, 처리, 침지, 플러싱, 그 상에 또는 그 내에 붓기, 조합, 페인팅, 코팅, 적용, 그에 부착, 및/또는 연통하는 것과 같은, 당업계에 공지된 임의의 수단에 의해 수행될 수 있다. 또한 추가의 실시 형태에서, 접촉은 표면 실질적 효과를 제공하기 위해 패브릭을 처리하는 데 사용될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "패브릭 핸드" 또는 "핸들"이라는 용어는 물리적이거나, 생리적이거나, 정신적이거나, 사회적이거나, 이들의 임의의 조합일 수 있는, 패브릭에 대한 사람의 촉각적 반응을 지칭한다. 일 실시 형태에서, 패브릭 핸드는 상대적 핸드 값(미국 캘리포니아주 데이비스 소재의 Nu Cybertek, Inc.로부터 입수가능함)을 측정하기 위한 PhabrOmeter® System을 사용하여 측정될 수 있다(American Association of Textile Chemists and Colorists [AATCC test method “202-2012, Relative Hand Value of Textiles: Instrumental Method”]).).
패브릭을 포함하는 물질을 처리하는 일부 양태에서, 수성 조성물의 불용성 알파-글루칸 입자 성분은 패브릭에 흡착된다. 이러한 특징은 본원의 불용성 알파-글루칸 입자를 (그의 점도-조절 효과에 더하여) 개시된 패브릭 케어 조성물에서 재침착 방지제 및/또는 그레잉 방지제로서 유용하게 만드는 것으로 여겨진다. 본원의 재침착 방지제 또는 그레잉 방지제는 오물이 제거된 후 세탁수 중에서 의복에 오물이 재침착되는 것을 방지하는 데 도움이 된다. 패브릭에 대한 본원의 불용성 알파-글루칸 입자의 침착은 패브릭의 기계적 특성을 향상시키는 것으로 추가로 고려된다.
본원의 패브릭에 대한 불용성 알파-글루칸 입자의 흡착은 예를 들어, 비색 기법(예컨대, 문헌[Dubois et al., 1956, Anal. Chem. 28:350-356]; 문헌[Zemlji
Figure pct00001
et al., 2006, Lenzinger Berichte 85:68-76]; 둘 모두 본원에 참조로 포함됨), 또는 당업자에게 공지된 임의의 다른 방법을 사용하여 측정될 수 있다.
상기 처리 방법에서 접촉될 수 있는 다른 물질은 식기용 세제(예를 들어, 자동 식기세척용 세제 또는 손설거지용 세제)로 처리될 수 있는 표면을 포함한다. 그러한 물질의 예는 세라믹 재료, 자기, 금속, 유리, 플라스틱(예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 등) 및 나무로 만들어진 접시, 유리그릇, 냄비, 팬, 베이킹 접시, 유텐실(utensil) 및 플랫웨어(flatware)(본원에서 "테이블웨어"로 총칭됨)의 표면을 포함한다. 따라서, 특정 실시 형태에서, 처리 방법은 예를 들어 식기세척 방법 또는 테이블웨어 세척 방법으로 간주될 수 있다. 본원의 식기 세척 또는 테이블웨어 세척 방법을 수행하기 위한 조건(예컨대, 시간, 온도, 세척 부피)의 예는 본원에 참조로 포함된 미국 특허 제8575083호에 개시되어 있다. 다른 예에서, 식기류 물품은 패브릭을 포함하는 물질의 접촉과 관련하여 상기에 개시된 임의의 조건과 같은 적합한 조건 세트 하에 본원의 수성 조성물과 접촉될 수 있다.
상기 처리 방법에서 접촉될 수 있는 다른 물질은 혀, 경구개 및 연구개, 협측 점막, 잇몸 및 치아 표면(예컨대, 자연 치아 또는 크라운, 캡, 필링, 브리지, 의치, 또는 치아 임플란트와 같은 인공 치열의 경질 표면)을 포함하는, 구강 내의 임의의 연질 또는 경질 표면과 같은 구강 표면을 포함한다. 따라서, 특정 실시 형태에서, 처리 방법은 예를 들어 구강 케어 방법 또는 치아 케어 방법으로 간주될 수 있다. 구강 표면을 본원의 수성 조성물과 접촉시키기 위한 조건(예컨대, 시간, 온도)은 그러한 접촉을 하는 의도된 목적에 적합해야 한다. 처리 방법에서 접촉될 수 있는 다른 표면은 또한 피부, 모발 또는 손발톱과 같은 외피계의 표면을 포함한다.
따라서, 본 발명의 특정 실시 형태는 본원의 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 물질(예컨대, 패브릭)에 관한 것이다. 이러한 물질은, 예를 들어 본원에 개시된 바와 같은 물질 처리 방법에 따라 생성될 수 있다. 일부 양태에서, 화합물이 물질의 표면에 흡착되는 경우, 또는 그렇지 않으면 물질의 표면과 접촉하는 경우, 물질은 불용성 알파-글루칸 입자를 포함할 수 있다.
물질을 처리하는 방법의 일부 양태는 건조 단계를 추가로 포함하며, 여기서, 물질은 수성 조성물과 접촉된 후에 건조된다. 건조 단계는 접촉 단계 직후에, 또는 접촉 단계에 뒤따를 수 있는 하나 이상의 추가 단계 후에 수행될 수 있다(예컨대, 본원의 수성 조성물에서 패브릭을 세척한 후, 예를 들어 물에 헹군 후 건조). 건조는 예를 들어 적어도 약 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 120, 140, 160, 170, 175, 180, 또는 200℃의 온도에서, 또는 공기 건조(예컨대 약 20 내지 25℃)와 같이 당업계에 공지된 몇몇 수단 중 임의의 것에 의해 수행될 수 있다. 본원에서 건조된 물질은 전형적으로 3, 2, 1, 0.5, 또는 0.1 중량% 미만의 수분을 그 안에 함유한다. 패브릭은 선택적인 건조 단계를 수행하기에 바람직한 물질이다.
본원의 처리 방법에 사용되는 수성 조성물은 본원에 개시된 임의의 수성 조성물일 수 있다. 수성 조성물의 예는 세제(예컨대, 세탁 세제 또는 식기용 세제), 섬유 유연제, 및 물-함유 치분, 예컨대 치약을 포함한다.
일부 양태에서, 본원의 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 액체 조성물로 처리될 수 있는 물질은 부직 제품이다. 전형적으로 건조 단계(예컨대, 공기 건조, 가열 건조, 진공 건조; 건조 온도는 예를 들어 본원에 개시된 임의의 적합한 온도일 수 있음)가 뒤따르는, (본원에 개시된 바와 같은 임의의 농도로) 본원의 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 수성 또는 비-수성 조성물(예컨대, 분산액)의 적용을 포함할 수 있는 이러한 처리는 부직 제품을 강화시킬 수 있다(즉, 부직 제품을 위한 결합제로서 작용할 수 있다). 일부 양태에서, 불용성 알파-글루칸 입자는 부직물의 건조 또는 습윤 인장 강도(N/5 cm 단위로 측정됨)를 예를 들어 약, 또는 적어도 약 1000%, 10000%, 100000%, 또는 1000000%만큼 증가시킬 수 있다. 따라서, 본원의 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 결합제/강화제를 함유하는 부직 제품이 본원에서 추가로 제공된다. 선택적으로, 이러한 불용성 알파-글루칸 입자는 가교결합될 수 있으며; 본원에 개시된 임의의 가교결합제(예컨대, 글리옥살, 시트르산, PAE) 및/또는 절차는 가교결합된 글루칸 입자를 부직 제품에 적용하기 전에 그를 제조하는 데 사용될 수 있다. 일부 양태에서, 본원의 알파-글루칸 결합제를 포함하는 부직물의 건조 또는 습윤 인장 강도는 약, 또는 적어도 약 10, 15, 20, 25, 50, 75, 100, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 10~150, 15~150, 20~150, 25~150, 10~140, 15~140, 20~140, 또는 25~140 N/5cm일 수 있다. 부직 제품 내의 부직 물질 및 알파-글루칸 결합제의 총 중량을 기준으로, 그 안의 알파-글루칸의 함량은 약 5, 10, 15, 20, 25, 5~25, 5~20, 10~25, 또는 10~20 중량%일 수 있다. 가교결합제가 사용되는 양태에서, 이는 부직 제품의 총 중량의 약 1, 2, 3, 4, 5, 6, 2~6, 2~5, 3~6, 또는 3~5 중량%일 수 있다. 본원의 부직 제품은, 예를 들어, 에어-레이드, 드라이-레이드, 웨트-레이드, 카디드, 전기방사, 스펀-레이스, 스펀-바인드, 또는 멜트-블로운될 수 있다. 일부 양태에서, 부직 제품은 연마 또는 스코어링(scouring) 시트, 농업용 덮개, 농업용 종자 스트립, 의류 안감, 자동차 헤드라이너 또는 업홀스터리(upholstery), 턱받이, 치즈 랩(cheese wrap), 토목 공학 패브릭, 커피 필터, 화장품 리무버 또는 어플리케이터, 세제 파우치/사셰, 섬유 유연제 시트, 봉투, 페이스 마스크, 필터, 가먼트 백, 열 또는 전기 전도성 패브릭, 가정 케어 와이프(예컨대, 바닥 케어, 경질 표면 세정, 반려동물 케어 등을 위한 것), 하우스 랩, 위생 제품(예컨대, 생리대, 언더-패드), 단열재, 라벨, 세탁 도구, 의료 케어 또는 개인 상해 케어 제품(예컨대, 붕대, 캐스트 패딩 또는 커버, 드레싱, 팩, 멸균 오버랩, 멸균 패키징, 수술용 드레이프, 수술 가운, 면봉), 대걸래, 냅킨 또는 종이 타월, 종이, 퍼스널 와이프 또는 베이비 와이프, 재사용 가능한 백, 지붕 덮개, 테이블 리넨, 태그, 차 또는 커피 백, 업홀스터리, 진공 청소 백, 또는 벽지일 수 있다. 부직 제품의 섬유는 일부 양태에서 셀룰로오스 및/또는 알파-1,3-글루칸을 포함할 수 있거나, 또는 섬유를 형성하는 데 사용될 수 있는 본원에 개시된 하나 이상의 다른 물질을 포함할 수 있다. 본원의 부직 제품, 부직 제품 물질, 및/또는 부직 제품 및 물질의 제조 방법의 예는 국제 특허 공개 WO2019055397호 또는 미국 특허 출원 공개 제2018/0282918호, 제2017/0167063호, 제2018/0320291호, 또는 제2010/0291213호(각각 본원에 참조로 포함됨)에 개시된 바와 같을 수 있다.
본원의 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 조성물은, 예를 들어 필름 또는 코팅일 수 있다. 일부 양태에서 필름 또는 코팅은, 예를 들어 약 3, 2, 1, 0.5, 또는 0.1 중량% 미만의 물을 포함하는 건조된 필름 또는 코팅일 수 있다. 일부 양태에서, 필름 또는 코팅은 약 20~40, 20~35, 20~30, 25~40, 25~35, 또는 25~30 중량%의 불용성 알파-글루칸 입자를 포함할 수 있으며, 물질의 나머지는 선택적으로 물, 수용액, 및/또는 가소제이다. 본원의 필름 또는 코팅에 포함된 불용성 알파-글루칸 입자의 양은, 예를 들어 약, 또는 적어도 약 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 99.5, 또는 99.9 중량%일 수 있다.
본원의 필름 또는 코팅은 두께가 예를 들어 약, 적어도 약, 또는 최대 약 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 2, 2.5, 5, 7.5, 10, 15.5, 15, 17.5, 20, 22.5, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 75, 100, 150, 200, 0.5~1.5, 0.8~1.5, 1.0~1.5, 0.5~1.4, 0.8~1.4, 또는 1.0~1.4 mil(1 mil = 0.001 인치)일 수 있다. 일부 양태에서, 이러한 두께는 균일하며, 이는 인접 면적이 (i) 총 필름/코팅 면적의 적어도 20%, 30%, 40%, 또는 50%이고, (ii) 두께의 표준 편차가 약 0.06, 0.05, 또는 0.04 mil 미만인 것에 의해 특징지어질 수 있다. 본원의 필름 또는 코팅은 일부 양태에서 얇은(예컨대, < 2 mil) 것으로 특징지어질 수 있다. 본원의 필름은 전형적으로 캐스팅된 필름이다.
본원의 필름 또는 코팅은 원하는 대로 다양한 투명도를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 필름/코팅은 고도로 투명할 수 있다(예컨대, 높은 광투과율, 및/또는 낮은 헤이즈). 본원에 사용되는 바와 같은 광학 투명도(optical transparency)는, 예를 들어, 적어도 약 10~99%의 광 투과율, 또는 적어도 약 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99%의 광 투과율, 및/또는 30%, 25%, 20%, 15%, 10%, 5%, 2.5%, 2%, 또는 1% 미만의 헤이즈를 허용하는 필름 또는 코팅을 지칭할 수 있다. 높은 광학 투명도는 선택적으로 적어도 약 90%의 광 투과율 및/또는 10% 미만의 헤이즈를 갖는 필름/코팅을 지칭할 수 있다. 본원의 필름/코팅의 광 투과율은 본원에 참조로 포함된, 예를 들어, 시험 ASTM D1746(2009, Standard Test Method for Transparency of Plastic Sheeting, 미국 펜실베이니아주 웨스트 콘쇼호켄 소재의 ASTM International)에 따라 측정될 수 있다. 본원의 필름/코팅의 헤이즈는 본원에 참조로 포함된, 예를 들어, 시험 ASTM D1003-13 (2013, Standard Test Method for Haze and Luminous Transmittance of Transparent Plastics, 미국 펜실베이니아주 웨스트 콘쇼호켄 소재의 ASTM International)에 따라 측정될 수 있다. 예를 들어, 약 20~40, 20~35, 20~30, 25~40, 25~35, 또는 25~30 중량%의 불용성 알파-글루칸 입자(예컨대, 나머지는 물 또는 수용액임)를 갖는 본원의 필름/코팅은 높은 광학 투명도(예컨대, > 90% 광학 투명도 및/또는 10% 미만의 헤이즈)를 갖는 반면, DPw > 200(예컨대, DPw ≥ 약 700 또는 약 800), 결정도 < 0.65(예컨대, ≤ 0.60), 및/또는 5~50 미크론의 D50 직경의 동일한 양의 불용성 알파-글루칸(예컨대, 가수분해되지 않음)을 갖는 다른 필름/코팅은 전형적으로 이러한 유리한 특징을 나타내지 않다는 것에 주목할 만하다(예컨대, 후자의 유형의 필름/코팅은 혼탁할 수 있음).
본원의 필름 또는 코팅은 선택적으로 가소제, 예컨대 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 및/또는 폴리에틸렌 글리콜을 추가로 포함할 수 있다. 일부 양태에서, (본원의 불용성 알파-글루칸 입자 이외의) 다른 필름 성분은 미국 특허 출원 공개 제2011/0151224호, 제2015/0191550호, 또는 제20190153674호, 미국 특허 제9688035호 또는 제3345200호, 또는 국제 특허 공개 WO2018/200437호(이들 모두는 본원에 참조로 포함됨)에 개시된 바와 같을 수 있다.
일부 양태에서, 본원에서 필름 또는 코팅, 또는 임의의 적합한 고체 조성물(예컨대, 복합재)은 적어도 하나의 가교결합제를 추가로 포함할 수 있다. 조성물 내의 불용성 알파-글루칸 입자는 (공유적으로) 서로에 및/또는 조성물의 적어도 하나의 다른 성분(예컨대, 중합체, 활성제)에, 또는 조성물이 기재에 적용되는 경우에 기재의 구성요소에 가교결합될 수 있다. 그러나, 일부 양태에서, 불용성 알파-글루칸 입자는 어떠한 방식으로도 가교결합되지 않고, 조성물의 하나 이상의 다른 성분은 가교결합된다. 가교결합은 예를 들어, 필름 또는 코팅 조성물의 (i) 인장 강도를 향상시키고/시키거나 (ii) 그를 가소화한다. 가교결합은 일부 양태에서 필름 또는 코팅을 기재에 연결할 수 있다. 일부 경우에, 디- 또는 폴리-카르복실산, 알데히드, 또는 폴리페놀과 같은 가교결합제는 기재에 대한 결합 및 가소성 특성을 부여하기 위해 사용될 수 있다. 상기한 바와 같이 가교결합에 의해 본원의 조성물을 제조하는 데 적합한 가교결합제는 포스포릴 클로라이드(POCl3), 폴리포스페이트, 소듐 트리메타포스페이트(STMP), 붕소-함유 화합물(예컨대, 붕산, 디보레이트, 테트라보레이트, 예컨대 테트라보레이트 데카히드레이트, 펜타보레이트, 중합체성 화합물, 예컨대 Polybor®, 알칼리 보레이트), 다가 금속(예컨대, 티타늄-함유 화합물, 예컨대 티타늄 암모늄 락테이트, 티타늄 트리에탄올아민, 티타늄 아세틸아세토네이트, 또는 티타늄의 폴리히드록시 착물; 지르코늄-함유 화합물, 예컨대 지르코늄 락테이트, 지르코늄 카르보네이트, 지르코늄 아세틸아세토네이트, 지르코늄 트리에탄올아민, 지르코늄 디이소프로필아민 락테이트, 또는 지르코늄의 폴리히드록시 착물), 글리옥살, 글루타르알데히드, 알데히드, 폴리페놀, 디비닐 술폰, 에피클로로히드린, 폴리아미드-에피클로로히드린(PAE), 디- 또는 폴리-카르복실산(예컨대, 시트르산, 말산, 타르타르산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산), 디클로로 아세트산, 폴리아민, 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르(디글림), 및 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르(EGDE)를 포함하는 것으로 고려된다. 적합한 가교결합제의 또 다른 예는 미국 특허 제4462917호, 제4464270호, 제4477360호 및 제4799550호와, 미국 특허 출원 공개 제2008/0112907호(이들은 모두 본원에 참조로 포함됨)에 기재되어 있다. 그러나, 일부 양태에서, 가교결합제는 (예를 들어, 전술한 바와 같은) 붕소-함유 화합물이 아니다. 본원의 불용성 알파-글루칸은, 예를 들어 필름 또는 코팅 이외에 다른 맥락에서 (예컨대, 본원에 개시된 분산액 또는 다른 조성물에서) 본원에 개시된 바와 같은 임의의 가교결합제로 가교결합될 수 있다.
예를 들어, 필름 또는 코팅의 햅틱을 향상시키기 위해 하나 이상의 컨디셔닝제가 필름 또는 코팅에 포함될 수 있다. 컨디셔닝제는 음이온성 유연제, 예컨대 황산화 오일, 비누, 황산화 알코올, 및/또는 오일 에멀젼; 양이온성 유연제, 예컨대 4차 암모늄 화합물; 비이온성 유연제, 예컨대 폴리옥시에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 에멀젼, 왁스 에멀젼, 및/또는 실리콘 유연제; 천연 지방산; 오일; 모노글리세리드; 디글리세리드; 폴리글리세리드; 시트르산 에스테르; 락트산 에스테르; 및/또는 당 에스테르, 예컨대 수크로스 에스테르 및/또는 소르비탄 에스테르일 수 있다. 본원의 불용성 알파-글루칸 입자를 건조 형태로 포함하는 접착제, 필름, 코팅 또는 결합제를 포함하는 물품이 또한 개시된다. 이러한 물품(선택적으로, "코팅된 물품")은 코팅, 접착제, 필름, 또는 결합제가 실질적으로 연속적인 또는 불연속적인 방식으로 배치/침착된 적어도 하나의 표면을 갖는 기재를 포함한다. 일부 양태에서, 물품은 종이, 가죽, 목재, 금속, 중합체, 섬유질 물질, 석조물, 드라이월, 석고, 및/또는 건축 표면을 포함한다. 본원에서 "건축 표면"은 건물 또는 다른 인조 구조물의 외부 또는 내부 표면이다. 일부 양태에서, 물품은 종이, 판지, 보드지, 골판지, 셀룰로오스 기재, 직물, 또는 가죽과 같은 다공성 기재를 포함한다. 일부 양태에서, 물품은 폴리아미드, 폴리올레핀, 폴리락트산, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)(PTT), 아라미드, 폴리에틸렌 술피드(PES), 폴리페닐렌 술피드(PPS), 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌 이민(PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리술폰(PS), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리(환형 올레핀), 폴리(시클로로헥실렌 디메틸렌 테레프탈레이트), 폴리(트리메틸렌 푸란디카르복실레이트)(PTF), 또는 셀로판과 같은 중합체를 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 섬유질 기재를 포함하는 물품은 섬유, 얀, 패브릭, 패브릭 블렌드, 직물, 부직물, 종이, 또는 카펫이다. 섬유질 기재는 면, 셀룰로오스, 모, 견, 레이온, 나일론, 아라미드, 아세테이트, 폴리우레탄 우레아, 아크릴, 황마, 사이잘, 해초, 코이어, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리아크릴로니트릴, 폴리프로필렌, 폴리아라미드, 또는 이들의 블렌드와 같은 천연 섬유 및/또는 합성 섬유를 함유할 수 있다.
본원의 필름, 코팅, 또는 다른 조성물(예컨대 복합재)은 일부 양태에서 그리스/오일 및/또는 산소 배리어 특성을 가질 수 있다. 이러한 조성물은, 본원의 불용성 알파-글루칸 입자와 함께, 미국 특허 출원 공개 제20190153674호 또는 국제 특허 공개 WO2018/200437호(각각 본원에 참조로 포함됨)에 개시된 바와 같은 하나 이상의 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본원의 필름, 코팅, 또는 다른 조성물은, 선택적으로 결합제로서, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 아세테이트, 부분 비누화 폴리비닐 아세테이트, 실라놀-개질된 폴리비닐 알코올, 부텐디올 비닐 알코올 공중합체(BVOH), 폴리우레탄, 전분, 옥수수 덱스트린, 카르복시메틸 셀룰로오스, 셀룰로오스 에테르, 히드록시에틸 셀룰로오스, 히드록시프로필 셀룰로오스, 에틸 히드록시에틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 알기네이트, 알긴산나트륨, 잔탄, 카라기난, 카세인, 대두 단백질, 구아 검, 합성 중합체, 스티렌 부타디엔 라텍스, 및/또는 스티렌 아크릴레이트 라텍스 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 양태에서 필름, 코팅, 또는 다른 조성물을 제조하기 위한 조성물은 약 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 65~85, 65~80, 70~85, 또는 70~80 중량%의 결합제 또는 화합물, 예컨대 폴리비닐 알코올(또는 임의의 다른 상기에 언급된 화합물), 및 약 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 2.5, 15~35, 20~35, 15~30, 또는 20~30 중량%의 본원에 개시된 바와 같은 불용성 알파-글루칸 입자를 포함한다. 일부 양태에서, 필름, 코팅, 또는 다른 조성물을 제조하기 위한 조성물은 조성물 내의 이들 성분의 각각의 중량%를 기준으로 약 7:3, 7.5:2.5, 8:2, 8.5:1.5, 또는 9:1의 결합제 또는 화합물(예컨대, 임의의 상기에 언급된 화합물, 예컨대 폴리비닐 알코올 또는 전분) 대 본원의 불용성 알파-글루칸의 비를 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 필름, 코팅, 또는 다른 조성물은 전분을 포함하지 않는 반면, 산소 배리어와 같은 다른 양태에서, 전분이 포함될 수 있다(예컨대, 본원에 참조로 포함된, 미국 특허 출원 제2011/0135912호 또는 미국 특허 제5621026호 또는 제6692801호에 개시된 바와 같음). 본원의 코팅 또는 필름 조성물의 그리스/오일 배리어 특성은 예를 들어, 문헌[Technical Association of the Pulp and Paper Industry (TAPPI) Test Method T-559 cm-02 (Grease resistance test for paper and paperboard, TAPPI Press, Atlanta, GA, USA; 본원에 참조로 포함됨)]에 따라 표준 "KIT" 유형 시험을 사용하여 평가될 수 있다. 이러한 시험에서 양호한 그리스/오일 배리어/저항 기능은 1 내지 12의 척도에서 12에 가까운 값으로 나타난다. 원한다면 실시예 8에 개시된 바와 같은 Cobb 시험에 의해, 그리스/오일 배리어 특성뿐만 아니라 물/수성 액체 배리어 특성이 평가될 수 있다. 본원의 배리어는 전형적으로 Cobb 지수 값이 20, 17.5, 15, 12.5, 10, 7.5, 또는 5 미만이다. 본원의 불용성 알파-글루칸 및 상기에 언급된 화합물 중 하나 이상을 갖는 배리어의 Cobb 지수 값은 불용성 알파-글루칸이 없는 것을 제외하고는 동일한 배리어의 Cobb 지수 값보다 예를 들어 약, 또는 적어도 약 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 또는 60% 더 낮다. 본원의 코팅 또는 필름 조성물의 산소 배리어 특성은 코팅의 산소 투과율(OTR)을 측정함으로써 평가될 수 있으며; OTR은, 예를 들어, 본원에 참조로 포함된 문헌[ASTM F-1927-07 (2007, Standard Test Method for Determination of Oxygen Gas Transmission Rate, Permeability and Permeance at Controlled Relative Humidity Through Barrier Materials Using a Coulometric Detector, ASTM International, West Conshohocken, PA)]에 따라 결정될 수 있다. OTR은, 예를 들어 약 50%~80%, 30%~55%, 35%~50%, 또는 30%~80%의 상대 습도 조건, 및/또는 약, 또는 적어도 약 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 15~40, 15~35, 15~30, 15~25, 20~40, 20~35, 20~30, 또는 20~25℃의 온도 하에서 결정될 수 있다. 그리스/오일 및/또는 산소 배리어 코팅의 이점을 취할 수 있는 본원의 기재의 예는 셀룰로오스(예컨대, 종이, 판지, 보드지, 골판지, 직물), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리락트산, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(예컨대, MYLAR), 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트), 폴리아미드, 폴리부틸렌 숙시네이트, 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 숙시네이트 아디페이트, 폴리(트리메틸렌 푸란디카르복실레이트)를 포함하는 기재, 합성 및/또는 석유-기반 기재, 또는 바이오-기반 기재를 포함하는 임의의 전술한 기재/표면을 포함한다. 예를 들어, (i) 코팅되지 않았거나 또는 (ii) 불용성 알파-글루칸 입자 성분이 결여되어 전술한 코팅과는 상이한 코팅을 함유하는 물질의 그리스/오일 및/또는 산소 배리어 활성과 비교하여, 본원의 코팅된 물질의 그리스/오일 및/또는 산소 배리어 활성은 약, 또는 적어도 약 5%, 10%, 15%, 또는 20%만큼 증가될 수 있다. 임의의 전술한 필름, 코팅, 또는 다른 조성물은 예를 들어 라미네이트 또는 압출된 제품의 형태일 수 있고, 이는 선택적으로 임의의 전술한 기재 상에 위치된다.
일부 양태에서, 본원의 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 필름, 코팅, 또는 다른 조성물(예컨대, 분산액, 폼, 마스터배치)은 폴리우레탄(예컨대, 본원에 개시된 임의의 것)을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 조성물은 예를 들어 약 1, 5, 10, 15, 20, 35, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 5~60, 5~50, 5~45, 5~40, 5~35, 5~30, 10~60, 10~50, 10~45, 10~40, 10~35, 또는 10~30 중량%의 본원의 불용성 알파-글루칸을 포함할 수 있으며; 나머지는 대부분(예컨대, 90% 또는 95% 초과의) 하나 이상의 폴리우레탄으로 구성될 수 있다. 이러한 조성물은 습윤하거나(예컨대, 글루칸과 폴리우레탄의 분산액), 또는 건조할 수 있다(예컨대, 글루칸과 폴리우레탄의 마스터배치, 필름/코팅, 라미네이트, 폼, 또는 압출된 복합재). 본원의 폴리우레탄은 분자량이, 예를 들어 약, 또는 적어도 약 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 1000~3000, 1500~3000, 1000~2500, 또는 1500~2500일 수 있다. 이러한 조성물은, 일부 경우에, 가수분해적으로 에이징될 수 있다(예컨대, 45~55 또는 약 50℃, 및/또는 90~98% 또는 약 95%의 상대 습도에, 2~4 또는 3일의 기간 동안 노출됨). 본원의 폴리우레탄 필름, 코팅, 또는 다른 조성물은, 예를 들어, 하기 표 9 및 표 10에 열거된 임의의 특징/값(예컨대, 파단 인장 응력, % 파단 연신율, 50% 연신율에서의 인장 응력, 300% 연신율에서의 인장 응력, 곡선 아래 면적)(실시예 10)의 +/- 5% 또는 10% 이내일 수 있다. 일부 양태에서, 본원의 불용성 알파-1,3-글루칸을 갖는 폴리우레탄 조성물은 열- 및/또는 압력-가공가능할 수 있으며; 가공, 성형, 압출, 또는 임의의 다른 관련 가공 단계를 위한 열 및/또는 압력의 적용은, 예를 들어 약, 또는 적어도 약 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 130, 140, 95~115, 또는 100~110℃에서, 및/또는 적어도 약 5000, 10000, 15000, 20000, 또는 25000 psi의 압력에서 수행된다. 열 및/또는 압력의 이러한 적용은, 예를 들어 적어도 약 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 또는 30분 동안일 수 있다. 필름과 같은 일부 양태에서 프레싱된 폴리우레탄 조성물은 약, 또는 적어도 약 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99%, 또는 100% 투명하거나 반투명할 수 있다. 일부 양태에서, 본원에 개시된 임의의 폴리우레탄 조성물은 수성 폴리우레탄 분산액을 제공하는 단계, 및 (예컨대, 글루칸 입자의 수성 분산액을 첨가하여) 본원의 불용성 알파-글루칸 입자를 폴리우레탄 분산액과 혼합하는 단계를 포함하는 공정에 의해 제조될 수 있다. 생성되는 수성 분산액은 직접 조성물(예컨대, 필름 또는 코팅)을 제조하는 데 사용될 수 있거나, 또는 (예컨대, 용융-가공에 의해) 이후에 조성물을 제조하는 데 사용되는 마스터 매치로 건조될 수 있다.
일부 양태에서 필름 또는 코팅은 식용 필름 또는 코팅의 형태일 수 있다. 이러한 물질은, 일부 양태에서, 본원의 불용성 알파-글루칸 입자 및 본원에 참고로 포함된 미국 특허 제4710228호, 제4543370호, 제4820533호, 제4981707호, 제5470581호, 제5997918호, 제8206765호, 또는 제8999413호, 또는 미국 특허 출원 공개 제2005/0214414호에 기재된 바와 같은 하나 이상의 성분을 포함한다. 일부 양태에서, 불용성 알파-글루칸 입자는, 선택적으로 임의의 전술한 참조 문헌에 개시된 바와 같은 식용 필름 또는 코팅에서 전분 및/또는 전분 유도체를 대체한다. 식용 필름 또는 코팅은, 예를 들어 감자 제품(예컨대, 프렌치 프라이와 같은 감자 스트립), 다른 채소 또는 채소 제품(예컨대, 주키니(zucchini), 애호박(squash), 고구마, 양파, 오크라, 페퍼(pepper), 스트링 빈(string bean), 토마토, 오이, 상추, 양배추, 당근, 브로콜리, 컬리플라워, 방울 양배추(brussel sprout), 콩나물(bean sprout), 양파, 채소의 임의의 신선한 절단 버전), 버섯, 과일(예컨대, 베리류, 예컨대 라즈베리, 딸기, 또는 블루 베리, 아보카도, 키위, 금귤, 오렌지, 귤(tangerine), 사과, 배, 바나나, 자몽, 체리, 파파야, 레몬, 라임, 망고, 복숭아, 캔털루프, 과일의 임의의 신선한 절단 버전), 및/또는 견과류(땅콩, 호두, 아몬드, 피칸, 캐슈, 필버트(filbert)/헤이즐 너트, 브라질 너트, 마카다미아) 상의 것일 수 있다. 본원에 개시된 임의의 다른 식품은, 적절한 대로, 예를 들어, 식용 코팅을 가질 수 있다. 본원의 식용 필름 또는 코팅을 갖는 이들 및 다른 식품 제품은 일부 양태에서 튀겨지거나 구워질 수 있고/있거나, 필름 또는 코팅은 연함(tenderness), 수분 유지, 수분으로부터의 보호, 바삭함, 식이 섬유(소화성 전분 대신에), 산소 배리어, 신선함, 및/또는 숙성 방지(anti-ripening)를 제공한다. 일부 양태에서 숙성 방지는 코팅이 (예컨대, 15~30, 15~25, 또는 20~25℃에서) 식물-기반 제품에 의한 에틸렌과 같은 가스상 숙성 호르몬의 방출을 (예컨대, 적어도 25%, 50%, 75%, 80%, 85%, 또는 90% 만큼) 낮추는 정도에 의해, 및/또는 코팅에 의해 식물 제품 연화 및/또는 감미가 감소되는 정도에 의해 측정될 수 있다. 일부 양태에서 식용 코팅은 본원의 불용성 알파-글루칸을 (예컨대, 물 또는 수용액 중 5~15, 5~12, 5~10, 7.5~15, 7.5~12, 또는 7.5~10 중량%로) 포함하는 수성 분산액을 식품 제품에 적용하고 분산액을 (예컨대, 공기 건조, 강제 공기 건조, 진공 건조, 및/또는 가열에 의해) 건조시킴으로써 제조될 수 있다.
일부 양태에서, 본원의 코팅의 제조에 사용될 수 있는 코팅 조성물은 전술한 구성요소/성분/제형 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 코팅 조성물은 후술되는 바와 같은 라텍스 조성물이다.
본원의 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 조성물은 라텍스 조성물일 수 있다. 본원의 라텍스 조성물의 예는 페인트(예컨대, 프라이머, 마감/장식), 접착제, 필름, 코팅, 및 결합제를 포함한다. 본원의 라텍스 조성물의 (본원의 불용성 알파-글루칸 입자 이외의) 제형 및/또는 성분은, 예를 들어, 미국 특허 제6881782호, 제3440199호, 제3294709호, 제5312863호, 제4069186호 및 제6297296호와, 국제 특허 공개 WO2019046123호(이들 모두는 본원에 참조로 포함됨)에 기재된 바와 같을 수 있다.
본원에 개시된 바와 같은 불용성 알파-글루칸 입자는 임의의 유용한 양으로, 예컨대 라텍스의 분산된 중합체 고형물의 중량을 기준으로 약, 또는 적어도 약 0.01%, 0.02%, 0.03%, 0.04%, 0.05%, 0.06%, 0.07%, 0.08%, 0.09%, 0.1%, 0.2%, 0.3%, 0.4%, 0.5%, 0.6%, 0.7%, 0.8%, 0.9%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 0.01%~75% 0.01%~5%, 5%~20%, 20%~50%, 또는 50%~75%로 라텍스 조성물에 존재할 수 있다.
일부 양태에서 라텍스 조성물은 적어도 하나의 에틸렌계 불포화 단량체(예컨대, 모노에틸렌계 불포화 단량체)로부터 중합된 중합체; 폴리우레탄; 에폭시, 및/또는 고무 탄성중합체를 포함할 수 있다. 본원의 모노에틸렌계 불포화 단량체의 예는 비닐 단량체, 아크릴 단량체, 알릴 단량체, 아크릴아미드 단량체, 불포화 모노카르복실산 및 불포화 디카르복실산을 포함한다.
본원의 라텍스 조성물 내의 중합체의 적합한 비닐 단량체의 예는 비닐 작용기(즉, 에틸렌계 불포화체), 예컨대 비닐 에스테르(예컨대, 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 비닐 라우레이트, 비닐 피발레이트, 비닐 노나노에이트, 비닐 데카노에이트, 비닐 네오데카노에이트, 비닐 부티레이트, 비닐 벤조에이트, 비닐 이소프로필 아세테이트), 비닐 방향족 탄화수소(예컨대, 스티렌, 메틸 스티렌 및 유사한 저급 알킬 스티렌, 클로로스티렌, 비닐 톨루엔, 비닐 나프탈렌, 디비닐 벤젠), 비닐 지방족 탄화수소(예컨대, 비닐 클로라이드; 비닐리덴 클로라이드; 알파 올레핀, 예컨대 에틸렌, 프로필렌 및 이소부틸렌; 공액 디엔, 예컨대 1,3-부타디엔, 메틸-2-부타디엔, 1,3-피페릴렌, 2,3-디메틸 부타디엔, 이소프렌, 시클로헥센, 시클로펜타디엔, 및 디시클로펜타디엔) 및 비닐 알킬 에테르(예컨대, 메틸 비닐 에테르, 이소프로필 비닐 에테르, n-부틸 비닐 에테르, 이소부틸 비닐 에테르)를 갖는 임의의 화합물을 포함하지만, 아크릴 작용기를 갖는 화합물(예컨대, 아크릴산, 메타크릴산, 이러한 산의 에스테르, 아크릴로니트릴, 아크릴아미드)은 포함하지 않는다. 일부 양태에서, 본원의 라텍스 조성물은 비닐 아세테이트-에틸렌 공중합체, 카르복실화 비닐 아세테이트-에틸렌 공중합체, 및/또는 또는 폴리비닐 아세테이트를 포함한다.
본원의 라텍스 조성물 내의 중합체의 적합한 아크릴 단량체의 예는 알킬 아크릴레이트, 알킬 메타크릴레이트, 아크릴레이트 산, 메타크릴레이트 산, 아크릴산 및 메타크릴산의 방향족 유도체, 아크릴아미드, 및 아크릴로니트릴을 포함한다. 일반적으로, 알킬 아크릴레이트 및 메타크릴 단량체(아크릴산 또는 메타크릴산의 알킬 에스테르라고도 함)는 분자당 1개 내지 약 18개의 탄소 원자, 또는 분자당 1개 내지 약 8개의 탄소 원자를 함유하는 알킬 에스테르 부분을 갖는다. 적합한 아크릴 단량체는, 예를 들어 메틸 아크릴레이트와 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트와 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트와 메타크릴레이트, 프로필 아크릴레이트와 메타크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트와 메타크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트와 메타크릴레이트, 데실 아크릴레이트와 메타크릴레이트, 이소데실 아크릴레이트와 메타크릴레이트, 벤질 아크릴레이트와 메타크릴레이트, 이소보르닐 아크릴레이트와 메타크릴레이트, 네오펜틸 아크릴레이트와 메타크릴레이트, 및 1-아다만틸 메타크릴레이트를 포함한다. 산 작용기가 필요한 경우, 아크릴산 또는 메타크릴산과 같은 산이 사용될 수도 있다.
일부 양태에서 라텍스 조성물은 폴리우레탄 중합체를 포함한다. 적합한 폴리우레탄 중합체의 예는 본원에 참조로 포함된 국제 특허 공개 WO2018/017789호에 개시된 바와 같은 다당류를 포함하는 것들이다. 폴리우레탄을 포함하는 라텍스는, 예를 들어, 본원에 참조로 포함된 미국 특허 출원 공개 제2016/0347978호에 개시된 바와 같이 제조될 수 있고/있거나, 하나 이상의 폴리이소시아네이트와 하나 이상의 폴리올의 반응 생성물을 포함할 수 있다. 유용한 폴리올은 예를 들어 폴리카르보네이트 폴리올, 폴리에스테르 폴리올 및 폴리에테르 폴리올을 포함한다. 본원의 폴리카르보네이트 폴리우레탄은 폴리올, 예를 들어 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 디에틸렌 글리콜, 또는 테트라에틸렌 글리콜과 디아릴 카르보네이트, 예컨대 디페닐 카르보네이트 또는 포스겐의 반응 생성물로서 형성될 수 있다. 본원의 적어도 하나의 폴리이소시아네이트는 지방족 폴리이소시아네이트, 방향족 폴리이소시아네이트, 또는 방향족 기와 지방족 기를 모두 갖는 폴리이소시아네이트일 수 있다. 폴리이소시아네이트의 예는 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 2,4-톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-톨루엔 디이소시아네이트, 2,4- 및 2,6-톨루엔 디이소시아네이트의 혼합물, 비스(4-이소시아네이토시클로헥실)메탄, 1,3-비스(1-이소시아네이토-1-메틸에틸)벤젠, 비스(4-이소시아네이토페닐)메탄, 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4-디이소시아네이토톨루엔, 비스(3-이소시아네이토페닐)메탄, 1,4-디이소시아네이토벤젠, 1,3-디이소시아네이토-o-자일렌, 1,3-디이소시아네이토-p-자일렌, 1,3-디이소시아네이토-m-자일렌, 2,4-디이소시아네이토-1-클로로벤젠, 2,4-디이소시아네이토-1-니트로벤젠, 2,5-디이소시아네이토-1-니트로벤젠, m-페닐렌 디이소시아네이트, 헥사히드로톨루엔 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트, 1-메톡시-2,4-페닐렌 디이소시아네이트, 4,4'-비페닐메탄 디이소시아네이트, 4,4'-비페닐렌 디이소시아네이트, 3,3'-디메틸-4,4'-디페닐메탄, 디이소시아네이트, 3,3'-4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 및 3,3'-디메틸디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트를 포함한다. 예를 들어 알로파네이트, 비우레트, 이소시아누레이트, 이미노옥사디아진디온, 또는 카르보디이미드 기를 포함하는 폴리이소시아네이트 단독중합체가 또한 본원에 유용하다. 본원의 폴리올은 둘 이상의 히드록실 기를 포함하는 임의의 폴리올, 예를 들어, C2 내지 C12 알칸 디올, 에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,3-프로필렌 글리콜, 부탄 디올, 펜탄 디올, 헥산 디올, 헵탄 디올, 옥탄 디올, 노난 디올, 데칸 디올, 운데칸 디올, 도데칸 디올의 이성질체, 2-메틸-1,3-프로판 디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판 디올(네오펜틸 글리콜), 1,4-비스(히드록시메틸)시클로헥산, 1,2,3-프로판 트리올(글리세롤), 2-히드록시메틸-2-메틸-1,3-프로판올(트리메틸올에탄), 2-에틸-2-히드록시메틸-1,3-프로판디올(트리메틸올프로판), 2,2-비스(히드록시메틸)-1,3-프로판 디올(펜타에리트리톨); 1,4,6-옥탄트리올; 클로로펜탄디올; 글리세롤 모노알킬 에테르; 글리세롤 모노에틸 에테르; 디에틸렌 글리콜; 1,3,6-헥산트리올; 2-메틸프로판디올; 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올, 시클로헥산디메탄올, 중합체성 폴리올, 예를 들어, 폴리에테르 폴리올 또는 폴리에스테르 폴리올일 수 있다. 일부 양태에서, 본원의 폴리올은 폴리(옥시테트라메틸렌) 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 또는 폴리 1,3-프로판 디올일 수 있다. 일부 양태에서 폴리올은 폴리에스테르 폴리올, 예컨대 지방족 이산과 지방족 디올의 에스테르교환에 의해 생성되는 것일 수 있다. 적합한 지방족 이산은, 예를 들어 C3 내지 C10 이산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤린산, 세바신산을 포함한다. 일부 양태에서, 폴리에스테르 폴리올을 형성하기 위해 방향족 및/또는 불포화 이산이 사용될 수 있다.
일부 양태에서 라텍스 조성물은 에폭시 중합체/수지(폴리에폭시드), 예컨대 비스페놀 A 에폭시 수지, 비스페놀 F 에폭시 수지, 노볼락 에폭시 수지, 지방족 에폭시 수지, 또는 글리시딜아민 에폭시 수지를 포함한다.
일부 양태에서 라텍스 조성물은 고무 탄성중합체를 포함한다. 일부 양태에서, 고무 탄성중합체는, 예를 들어 동적 기계적 분석에 의해 결정할 때, 유리 전이 온도(Tg)가 -30℃ 미만인 하나 이상의 디엔계 황-가황성 탄성중합체를 포함할 수 있다. 추가의 예에서, 본원의 고무 탄성중합체는 천연 고무, 합성 폴리이소프렌, 폴리부타디엔 고무, 스티렌/부타디엔 공중합체 고무, 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 고무, 수소화 니트릴 부타디엔 고무, 네오프렌, 스티렌/이소프렌/부타디엔 삼원공중합체 고무, 부타디엔/아크릴로니트릴 고무, 폴리이소프렌 고무, 이소프렌/부타디엔 공중합체 고무, 니트릴 고무, 에틸렌-아크릴 고무, 부틸 및 할로부틸 고무, 클로로술폰화 폴리에틸렌, 플루오로탄성중합체, 탄화수소 고무, 폴리부타디엔, 실리콘 고무를 포함한다.
본원의 라텍스 조성물은 분산액 중에 분산된 불용성 알파-글루칸 입자(상기와 같은 다른 중합체가 선택적으로 알파-글루칸 입자와 함께 분산될 수 있음) 또는 라텍스의 액체 성분이 물 또는 수용액인 에멀젼을 포함한다. 일부 양태에서 라텍스의 수용액은 물과 혼화성이거나 비혼화성인 유기 용매를 포함할 수 있다. 본원의 적합한 유기 용매는 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 부틸 아세테이트, 테트라히드로푸란, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 디에틸 에테르, 글리세롤 에테르, 헥산, 톨루엔, 디메틸 아세트아미드, 디메틸포름아미드, 및 디메틸 설폭사이드를 포함한다.
본원의 라텍스 조성물은 일부 양태에서 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 본원의 첨가제의 예는 분산제, 레올로지 보조제(rheological aid), 소포제, 발포제, 접착 촉진제, 난연제, 살세균제, 살진균제, 보존제, 광학 증백제, 충전제, 침강 방지제, 유착제, 습윤제, 완충제, 안료/착색제(예컨대, 금속 산화물, 합성 유기 안료, 카본 블랙), 점도 조절제, 부동액, 계면활성제, 결합제, 가교결합제, 부식방지제, 경질화제, pH 조절제, 염, 증점제, 가소제, 안정제, 증량제, 및 매팅제(matting agent)를 포함한다. 본원의 안료의 예는 이산화티타늄(TiO2), 탄산칼슘, 규조토, 운모, 수화된 산화알루미늄, 황산바륨, 규산칼슘, 점토, 실리카, 활석, 산화아연, 규산알루미늄, 하석 섬장암, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 일부 양태에서, 라텍스 조성물에는 전분, 전분 유도체(예컨대, 히드록시알킬 전분), 셀룰로오스, 및/또는 셀룰로오스 유도체(예컨대, 카르복시메틸 셀룰로오스)가 실질적으로 없다(예컨대, 1, 0.5, 0.1, 또는 0.01 중량% 미만의 성분이다).
본원에서 페인트 또는 다른 착색제 형태의 라텍스 조성물은 일부 양태에서 안료 부피 농도(PVC)가 약 3% 내지 약 80%일 수 있다. 예로서, 플랫 페인트는 PVC가 약 55~80%의 범위일 수 있고/있거나, 프라이머 또는 언더코트는 PVC가 약 30~50%의 범위일 수 있고/있거나, 광택 착색 페인트는 PVC가 약 3~20%의 범위일 수 있다. 페인트 또는 다른 착색제는 일부 양태에서 PVC가 약 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 55~80%, 55~75%, 55~70%, 60~80%, 60~75%, 60~70%, 63~67%, 64~66%, 65~80%, 65~75%, 또는 65~70%일 수 있다. 본원에서 PVC 값은 예를 들어 상기에 개시된 것들(예컨대, 이산화티타늄)과 같은 특정 안료(또는 안료 혼합물)의 것일 수 있다. 본 발명의 불용성 알파-글루칸 입자는 안료 증량제로서 작용할 수 있다는 것에 주목할 만하다(하기 실시예 참조). 예를 들어, 불용성 알파-글루칸 입자는 페인트 내의 안료의 양의 일부를 대체하면서(예컨대, 안료를 약, 또는 적어도 약 1%, 2.5%, 5%, 7.5%, 10%, 12.5%, 15%, 17.5%, 20%, 22.5%, 25%, 27.5%, 30%, 5~15%, 5~20%, 5~25%, 5~30%, 10~15%, 10~20%, 10~25%, 10~30%, 15~20%, 15~25%, 15~30%만큼 감소시킴), 선택적으로 동시에 (안료가 더 적음에도 불구하고) 페인트의 불투명도를 약, 또는 적어도 약 1%, 1.25%, 1.5%, 1.75%, 2, 2.25%, 1~2.25%, 1~2%, 또는 1~1.75%만큼 증가시키는 데 사용될 수 있다. 본원의 불용성 알파-글루칸 입자로 안료를 대체하는 것은, 예를 들어 약 0.9~1.1(예컨대, 1.0)부의 안료 대 약 0.5~0.7(예컨대, 0.6)부의 불용성 알파-글루칸 입자에 기초할 수 있다. 이러한 이점(불투명도, 더 적은 안료 필요) 외에도, 본 발명의 불용성 알파-글루칸 입자는 예를 들어 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하지 않는 것만 상이한 라텍스 조성물과 비교하여 다음의 하나 이상의 다른 물리적 특성을 (예컨대, 페인트 또는 다른 착색제로서 사용하기 위한) 라텍스 조성물에 제공하는 것으로 여겨진다: 증가된 경도, 감소된 점착성, 감소된 광택(즉, 무광택(matte) 효과 제공), 증가된 전단 강도, 더 우수한 내마모성, 개선된 건조 시간, 개선된 퇴색(fade) 저항성, 더 낮은 블리스터링, 및/또는 개선된 핸드(덜 끈적이는 느낌).
본원의 라텍스 조성물은 당업계에 공지된 임의의 방법을 사용하여 물품(상기)의 기재에 적용될 수 있다. 전형적으로, 라텍스 조성물의 적용 후에, 수용액의 적어도 일부는 예를 들어 건조에 의해 제거되어, 건조 또는 반건조 형태의 라텍스 조성물을 포함하는 접착제, 필름, 코팅, 또는 결합제를 제공한다. 적합한 적용 방법은 에어 나이프 코팅, 로드 코팅, 바 코팅, 와이어 바 코팅, 스프레이 코팅, 브러쉬 코팅, 캐스트 코팅, 가요성 블레이드 코팅, 그라비어 코팅, 제트 어플리케이터 코팅, 쇼트 드웰(short dwell) 코팅, 슬라이드 호퍼 코팅, 커튼 코팅, 플렉소그래픽 코팅, 사이즈-프레스 코팅, 리버스 롤 코팅, 및 전사 롤 코팅을 포함한다. 라텍스 조성물은 기재의 적어도 일부에 적용될 수 있고, 예를 들어 하나 이상의 코트/적용일 수 있다.
본원의 일부 양태는 안료-함유 조성물에 관한 것이다. 안료-함유 조성물은 액체 형태(예컨대, 본원의 수성 또는 비-수성 조성물) 또는 고체 형태(예컨대, 본원의 건조 조성물)일 수 있다. 본원의 안료-함유 조성물의 예는 본원의 다른 곳에 개시된 임의의 이러한 조성물(예컨대, 페인트, 프라이머, 스테인), 잉크, 염료(예컨대, 식품-착색 염료, 패브릭-착색 염료), 수지, 썬스크린, 및 화장품(예컨대, 마스카라, 블러쉬, 네일 바니시/폴리시, 립스틱, 글로스, 아이라이너, 파운데이션, 아이 섀도, 스킨 데코레이션 조성물)을 포함한다. 안료-함유 조성물은 액체 형태(예컨대, 본원의 수성 또는 비-수성 조성물) 또는 고체 형태(예컨대, 본원의 건조 조성물)일 수 있다. 안료-함유 조성물 내의 안료는, 예를 들어 본원의 임의의 안료일 수 있다. 본원의 이러한 및/또는 다른 양태를 위한 안료의 예는 티타늄의 산화물(예컨대, 이산화티타늄), 아연, 철, 지르코늄, 세륨, 및 크롬; 망간 바이올렛; 울트라마린 블루; 크롬 수화물; 프러시안 블루; 황화아연; 니트로소, 니트로, 아조, 잔텐, 퀴놀린, 안트라퀴논 및/또는 프탈로시아닌 화합물; 금속 착물 화합물; 및 이소인돌리논, 이소인돌린, 퀴나크리돈, 페리논, 페릴렌, 디케토피롤로피롤, 티오인디고, 디옥사진, 트리페닐메탄 및/또는 퀴노프탈론 화합물을 포함한다. 본원에 유용한 추가의 안료 예는 본원에 참조로 포함된 미국 특허 출원 공개 제2006/0085924호에 개시되어 있다.
일부 양태에서, 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 조성물은 국제 특허 공개 WO2018/081263호 또는 WO2018/017789호, 또는 미국 특허 출원 공개 제2019/0225737호 또는 제2017/0362345호(이들 모두는 본원에 참조로 포함됨)에 개시된 바와 같은 복합재(예컨대, 고무 복합재 또는 폴리우레탄 복합재)의 형태일 수 있다. 선택적으로, 본원에 개시된 바와 같은 복합재는 불용성 알파-글루칸 입자에 더하여 적어도 하나의 중합체를 포함하는 것으로 언급될 수 있다. 라텍스 조성물의 상기 성분들(예컨대, 고무 또는 폴리우레탄) 중 하나 이상은 선택적으로 이러한 복합재 내의 추가 중합체일 수 있다. 본원의 복합재의 추가 중합체는 고무, 폴리우레탄, 열가소성 중합체, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌 공중합체, 폴리비닐 부티레이트, 폴리락트산, 폴리비닐 알코올, 폴리아미드, 폴리에테르 열가소성 탄성중합체, 폴리에스테르, 폴리에테르 에스테르, 에틸렌 비닐 알코올 공중합체, 전분, 셀룰로오스, 또는 라텍스 성분에 대해 상기에 개시된 바와 같은 임의의 적합한 중합체일 수 있다.
일부 양태에서 고무는 예를 들어 천연 고무, 합성 고무, 폴리이소프렌, 폴리부타디엔, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-이소프렌 공중합체, 부타디엔-이소프렌 공중합체, 스티렌-부타디엔-이소프렌 삼원공중합체, 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 고무, 수소화 니트릴 부타디엔 고무, 실리콘 고무, 또는 네오프렌 중 하나 이상일 수 있다. 고무를 포함하는 본원의 복합재의 예는 타이어(예컨대, 자동차/자전거; 공기 타이어; 타이어 트레드 및/또는 측벽 포함), 벨트(예컨대, 컨베이어 벨트, 동력 절단 벨트), 호스, 개스킷, 신발류(예컨대, 신발, 스니커즈, 부츠; 밑창, 쿠셔닝, 및/또는 미적 특징부), 코팅, 필름, 및 접착제를 포함한다. 본원의 고무 복합재는 전형적으로 가황된다. 특히, 고무를 포함하는 복합재에 본원의 불용성 알파-글루칸 입자를 포함시키는 것은, 카본 블랙 또는 실리카와 같은 기존 충전제를 사용하는 것과 비교하여 더 낮은 비용, 더 낮은 밀도, 가공 동안 더 낮은 에너지 소비, 및/또는 더 우수하거나 동일한 성능(예컨대, 증가된 웨트 트랙션(wet traction), 감소된 롤링 저항성, 더 가벼운 중량, 및/또는 기계적 강도)과 같은 이점을 제공할 수 있으며; 그러한 성능 향상은 일부 양태에서 타이어에서 있을 수 있다. 일부 양태에서, 본원의 불용성 알파-글루칸 입자는 타이어와 같은 고무 복합재에 전형적으로 사용되는 기존 충전제(예컨대, 카본 블랙, 또는 실리카)의 약, 또는 적어도 약 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 또는 100 중량%를 대체한다. 현재 시판 중인 고무 복합재 타이어(본원의 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하지 않음)는 전형적으로 최대 약 30 중량%의 기존 충전제, 예컨대 카본 블랙을 포함한다. 따라서, 본원의 고무 복합재, 예컨대 타이어는 예를 들어 약, 또는 적어도 약 5, 10, 15, 20, 25, 또는 30 중량%의 본원에 개시된 바와 같은 불용성 알파-글루칸 입자를 포함할 수 있다. 본원의 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 고무 조성물은 일부 양태에서 낮은 최소 탄성 토크(ML)(예컨대, 약 0.10, 0.08, 0.06, 0.04, 0.03, 또는 0.02 dNm[데시뉴턴-미터] 또는 그 미만)을 가질 수 있으며, 따라서 제조 동안 고무 조성물을 혼합하는 방법이 개시된다. 본원의 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 고무 조성물은 예를 들어 하기 표 5(실시예 9)에 열거된 특징/값(예컨대, 밀도, 인장 강도, 연신율, 모듈러스, tan 델타, 경화 시간, 탄성 토크) 중 임의의 것의 +/- 5% 또는 10%를 갖거나 그 이내일 수 있다. 본원에서 충전제로서 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 고무 조성물은 하기 표 4(실시예 9)에 열거된 다른 비-충전제 성분/구성요소 중 임의의 것을 (선택적으로 이의 열거된 함량의 +/- 5% 또는 10% 이내로) 가질 수 있고/있거나, 예를 들어, 열거된 함량(또는 이의 +/- 5% 또는 10%)의 불용성 알파-글루칸 입자를 가질 수 있다.
본 발명은 또한 적어도 2개의 상이한 상 및 본원의 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 조성물에 관한 것이며, 입자는 두 상의 계면에 존재한다. 전형적으로, 입자는 두 상 사이의 계면 장력을 변경할(예컨대, 감소시킬) 수 있다. 예를 들어 하나의 상은 친수성일 수 있는(예컨대, 본원의 수성 조성물, 예컨대 물, 수용액, 또는 수성 분산액일 수 있는) 한편, 다른 상은 소수성(예컨대, 오일 및/또는 다른 유기 액체)일 수 있다. 본원의 불용성 알파-글루칸 입자는 두 상의 계면에 위치될 수 있지만, 입자는 선택적으로 또한 상이한 상들 중 적어도 하나(예컨대, 친수성 상)에 존재할 수 있다. 계면 장력은 mN/m(밀리-뉴턴/미터) 단위로 측정될 수 있다. 일부 양태에서, 불용성 알파-글루칸 입자는 계면 장력을 약, 또는 적어도 약 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 5~30, 5~25, 5~20, 5~15, 5~10, 10~30, 10~25, 10~20, 또는 10~15 mN/m만큼 감소시킬 수 있다.
본원에 개시된 조성물 및 방법의 비제한적인 예는 다음을 포함한다:
1a. 결정도가 적어도 약 0.65인 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 조성물로서, 불용성 알파-글루칸은 중량 평균 중합도(DPw)가 적어도 15이고, 불용성 알파-글루칸의 글리코시드 결합의 적어도 50%는 알파-1,3 글리코시드 결합인, 조성물.
2a. 불용성 알파-글루칸의 글리코시드 결합의 적어도 약 90%는 알파-1,3 결합인, 실시 형태 1a의 조성물.
3a. 불용성 알파-글루칸의 글리코시드 결합의 적어도 약 99%는 알파-1,3 결합인, 실시 형태 1a의 조성물.
4a. 불용성 알파-글루칸의 DPw는 적어도 약 35 또는 40이거나, 또는 약 35 또는 40 내지 약 100인, 실시 형태 1a, 2a, 또는 3a의 조성물.
5a. 불용성 알파-글루칸의 DPw는 약 35 또는 40 내지 약 60인, 실시 형태 1a, 2a, 또는 3a의 조성물.
6a. 조성물은 수성 조성물(예컨대, 분산액, 에멀젼)인, 실시 형태 1a, 2a, 3a, 4a, 또는 5a의 조성물.
7a. 수성 조성물은 분산액인, 실시 형태 6a의 조성물.
8a. 불용성 알파-글루칸 입자는 분산액의 부피의 적어도 약 90%를 통해 분산되는, 실시 형태 7a의 조성물.
9a. 수성 조성물은 pH가 약 0.0 내지 약 5.0인, 실시 형태 6a, 7a, 또는 8a의 조성물.
10a. 수성 조성물은 pH가 약 0.0 내지 약 1.0, 또는 약 0.0 내지 약 2.0인, 실시 형태 6a, 7a, 또는 8a의 조성물.
11a. 수성 조성물은 pH가 약 2.0 내지 약 4.0이고, 선택적으로 이러한 pH 범위는 조성물에 항미생물 효과를 제공하는 (예컨대, 박테리아, 효모, 또는 조류와 같은 미생물을 사멸하거나 그의 성장/증식을 억제하는), 실시 형태 6a, 7a, 또는 8a의 조성물.
12a. 불용성 알파-글루칸 입자의 적어도 70 중량%는 직경이 1.0 미크론 미만인, 실시 형태 1a, 2a, 3a, 4a, 5a, 6a, 7a, 8a, 9a, 10a, 또는 11a의 조성물.
13a. 불용성 알파-글루칸 입자의 45 내지 55 중량%는 직경이 0.35 미크론 미만인, 실시 형태 1a, 2a, 3a, 4a, 5a, 6a, 7a, 8a, 9a, 10a, 또는 11a의 조성물.
14a. 조성물의 온도는 최대 약 125℃인, 실시 형태 1a, 2a, 3a, 4a, 5a, 6a, 7a, 8a, 9a, 10a, 11a, 12a, 또는 13a의 조성물.
15a. 불용성 알파-글루칸 입자는 결정도가 적어도 약 0.7인, 실시 형태 1a, 2a, 3a, 4a, 5a, 6a, 7a, 8a, 9a, 10a, 11a, 12a, 13a, 또는 14a의 조성물.
16a. 입자의 적어도 80 중량%는 플레이트의 형태인, 실시 형태 1a, 2a, 3a, 4a, 5a, 6a, 7a, 8a, 9a, 10a, 11a, 12a, 13a, 14a, 또는 15a의 조성물.
17a. 조성물은 가정 케어 제품, 개인 케어 제품, 산업용 제품, 섭취가능 제품(예컨대, 식품 제품), 또는 제약 제품인, 실시 형태 1a, 2a, 3a, 4a, 5a, 6a, 7a, 8a, 9a, 10a, 11a, 12a, 13a, 14a, 15a, 또는 16a의 조성물.
18a. 조성물은 (a) 페인트 또는 접착제와 같은 라텍스 조성물; (b) 페인트 또는 썬스크린과 같은 안료-함유 조성물; (c) 식용 필름 또는 코팅과 같은 필름 또는 코팅, (d) 세제 조성물; (e) 불용성 알파-글루칸 입자에 더하여 적어도 하나의 중합체를 포함하는 복합재(선택적으로 추가 중합체는 폴리우레탄, 고무, 또는 열가소성 중합체임); 또는 (f) 화합물을 포함하는 조성물을 캡슐화하는 캡슐화제(선택적으로 캡슐화제는 화합물의 제어 방출을 가능하게 함)인, 실시 형태 1a, 2a, 3a, 4a, 5a, 6a, 7a, 8a, 9a, 10a, 11a, 12a, 13a, 14a, 15a, 16a, 또는 17a의 조성물.
19a. 조성물은 조성물의 기계적 특성을 변경하는 적어도 하나의 첨가제를 추가로 포함하고, 선택적으로 첨가제는 가교결합제, 가소제, 컨디셔닝제, 분산제, 또는 습윤제로부터 선택되고, 선택적으로 추가로 조성물은 필름 또는 코팅인, 실시 형태 1a, 2a, 3a, 4a, 5a, 6a, 7a, 8a, 9a, 10a, 11a, 12a, 13a, 14a, 15a, 16a, 17a, 또는 18a의 조성물.
20a. 조성물은 적어도 2개의 상이한 상을 포함하고, 상기 불용성 알파-글루칸 입자는 2개의 상이한 상의 계면에 있는, 실시 형태 1a, 2a, 3a, 4a, 5a, 6a, 7a, 8a, 9a, 10a, 11a, 12a, 13a, 14a, 15a, 16a, 17a, 18a, 또는 19a의 조성물.
21a. (예컨대, 실시 형태 1a~5a, 12a, 13a, 15a, 또는 16a 중 임의의 것에 언급된 바와 같은) 불용성 알파-글루칸 입자의 제조 방법으로서, 방법은 (a) 불용성 알파-글루칸을 합성하는, 적어도 물, 수크로스 및 글루코실트랜스퍼라아제 효소를 포함하는 효소 반응에서 생성되는 바와 같은 불용성 알파-글루칸을 제공하는 단계 (불용성 알파-글루칸은 중량 평균 중합도(DPw)가 적어도 약 200이고 불용성 알파-글루칸의 글리코시드 결합의 적어도 50%는 알파-1,3 글리코시드 결합임); (b) 불용성 알파-글루칸을 DPw가 약 35 또는 40 내지 약 100인 불용성 알파-글루칸 입자로 가수분해하는 단계 (가수분해는 2.0 이하의 pH에서 수성 조건 하에 수행됨); 및 (c) 선택적으로, 단계 (b)에서 생성된 불용성 알파-글루칸 입자를 단리하는 단계를 포함한다.
본원에 개시된 조성물 및 방법의 비제한적인 예는 또한 다음을 포함한다:
1b. 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 조성물로서, 입자의 적어도 80 중량%는 플레이트의 형태이고 불용성 알파-글루칸의 글리코시드 결합의 적어도 50%는 알파-1,3 글리코시드 결합이고, (i) 불용성 알파-글루칸 입자의 적어도 70 중량%는 직경이 1.0 미크론 미만이고/이거나, (ii) 불용성 알파-글루칸 입자의 45 내지 55 중량%는 직경이 0.35 미크론 미만인, 조성물.
2b. 불용성 알파-글루칸의 글리코시드 결합의 적어도 약 90%는 알파-1,3 결합인, 1b항의 조성물.
3b. 불용성 알파-글루칸의 글리코시드 결합의 적어도 약 99%는 알파-1,3 결합인, 1b항의 조성물.
4b. 불용성 알파-글루칸 입자는 결정도가 적어도 약 0.65인, 1b항 또는 2b항의 조성물.
5b. 불용성 알파-글루칸 입자는 결정도가 적어도 약 0.7인, 4b항의 조성물.
6b. 불용성 알파-글루칸의 중량 평균 중합도(DPw)는 적어도 15인, 1b, 2b, 3b, 4b, 또는 5b항의 조성물.
7b. 불용성 알파-글루칸의 DPw는 적어도 약 35 또는 40이거나, 또는 약 35 또는 40 내지 약 100인, 6b항의 조성물.
8b. 불용성 알파-글루칸의 DPw는 약 35 또는 40 내지 약 60인, 6b항의 조성물.
9b. 조성물은 수성 조성물(예컨대, 분산액, 에멀젼)인, 1b, 2b, 3b, 4b, 5b, 6b, 7b, 또는 8b항의 조성물.
10b. 수성 조성물은 분산액인, 9b항의 조성물.
11b. 불용성 알파-글루칸 입자는 분산액의 부피의 적어도 약 90%를 통해 분산되는, 10b항의 조성물.
12b. 수성 조성물은 pH가 약 0.0 내지 약 5.0인, 9b, 10b, 또는 11b 항의 조성물.
13b. 수성 조성물은 pH가 약 0.0 내지 약 1.0, 또는 약 0.0 내지 약 2.0인, 9b, 10b, 또는 11b항의 조성물.
14b. 수성 조성물은 pH가 약 2.0 내지 약 4.0이고, 선택적으로 이러한 pH 범위는 조성물에 항미생물 효과를 제공하는 (예컨대, 박테리아, 효모, 또는 조류와 같은 미생물을 사멸하거나 그의 성장/증식을 억제하는), 9b, 10b, 또는 11b항의 조성물.
15b. 조성물의 온도는 최대 약 125℃인, 1b, 2b, 3b, 4b, 5b, 6b, 7b, 8b, 9b, 10b, 11b, 12b, 13b, 또는 14b항의 조성물.
16b. 조성물은 가정 케어 제품, 개인 케어 제품, 산업용 제품, 섭취가능 제품(예컨대, 식품 제품), 또는 제약 제품인, 1b, 2b, 3b, 4b, 5b, 6b, 7b, 8b, 9b, 10b, 11b, 12b, 13b, 14b, 또는 15b항의 조성물.
17b. 조성물은 (a) 페인트 또는 접착제와 같은 라텍스 조성물; (b) 페인트 또는 썬스크린과 같은 안료-함유 조성물; (c) 식용 필름 또는 코팅과 같은 필름 또는 코팅, (d) 세제 조성물; (e) 불용성 알파-글루칸 입자에 더하여 적어도 하나의 중합체를 포함하는 복합재(선택적으로 추가 중합체는 폴리우레탄, 고무, 또는 열가소성 중합체임); 또는 (f) 화합물을 포함하는 조성물을 캡슐화하는 캡슐화제(선택적으로 캡슐화제는 화합물의 제어 방출을 가능하게 함)인, 1b, 2b, 3b, 4b, 5b, 6b, 7b, 8b, 9b, 10b, 11b, 12b, 13b, 14b, 15b, 또는 16b항의 조성물.
18b. 조성물은 조성물의 기계적 특성을 변경하는 적어도 하나의 첨가제를 추가로 포함하고, 선택적으로 첨가제는 가교결합제, 가소제, 컨디셔닝제, 분산제, 또는 습윤제로부터 선택되고, 선택적으로 추가로 조성물은 필름 또는 코팅인, 1b, 2b, 3b, 4b, 5b, 6b, 7b, 8b, 9b, 10b, 11b, 12b, 13b, 14b, 15b, 16b, 또는 17b항의 조성물.
19. 조성물은 적어도 2개의 상이한 상을 포함하고, 상기 불용성 알파-글루칸 입자는 2개의 상이한 상의 계면에 있는, 1b, 2b, 3b, 4b, 5b, 6b, 7b, 8b, 9b, 10b, 11b, 12b, 13b, 14b, 15b, 16b, 17b, 또는 18b항의 조성물
20b. (예컨대, 실시 형태 1b 내지 8b 중 임의의 것에 언급된 바와 같은) 불용성 알파-글루칸 입자의 제조 방법으로서, 방법은 (a) 불용성 알파-글루칸을 합성하는, 적어도 물, 수크로스 및 글루코실트랜스퍼라아제 효소를 포함하는 효소 반응에서 생성되는 바와 같은 불용성 알파-글루칸을 제공하는 단계 (불용성 알파-글루칸은 중량 평균 중합도(DPw)가 적어도 약 200이고 불용성 알파-글루칸의 글리코시드 결합의 적어도 50%는 알파-1,3 글리코시드 결합임); (b) 불용성 알파-글루칸을 DPw가 최대 약 100인 불용성 알파-글루칸 입자로 가수분해하는 단계 (가수분해는 2.0 이하의 pH에서 수성 조건 하에 수행됨); 및 (c) 선택적으로, 단계 (b)에서 생성된 불용성 알파-글루칸 입자를 단리하는 단계를 포함한다.
실시예
본 발명은 다음의 실시예에서 추가로 예시된다. 이 실시예들은 본원의 특정 양태를 나타내지만 단지 예시로 제공된다는 것을 이해해야 된다. 앞서의 논의 및 이 실시예들로부터 당업자는 개시된 실시 형태의 본질적인 특징을 확인할 수 있으며, 그 사상 및 범위를 벗어나지 않고, 개시된 실시 형태를 다양한 용도 및 조건에 맞도록 다양하게 변경하고 수정할 수 있다.
실시예 1
고결정성 불용성 알파-글루칸의 생성
이 실시예는 불용성 플레이트의 형태로 결정성 알파-글루칸을 제조하는 것을 기술한다. 특히, 효소적으로 합성된 알파 1,3 글루칸을 가수분해함으로써 불용성 알파-1,3-글루칸의 플레이트를 제조하였다.
이 실시예에 사용되는 불용성 알파-1,3-글루칸을 미국 특허 출원 공개 제2018/0340199호 및 제2019/0078063호(둘 모두 본원에 참조로 포함됨)에 기재된 것과 유사한 방식으로 효소적 합성에 의해 먼저 제조하였다. 일반적으로, 물, 수크로스, 완충제, 이전 글루칸 합성 반응으로부터의 여과액(예컨대, 이전 글루칸 합성 반응의 글루코-올리고당류 부산물을 함유함), 및 아미노산-개질된, 고 생성물-수율 글루코실트랜스퍼라아제 효소를 포함하는 글루칸 합성 반응을 수행하였다. 반응 후에, 알파-1,3-글루칸 생성물(불용성, 약 100%의 알파-1,3 결합, 약 800의 DPw)을 여과하고 세척하여 대부분의 프룩토스 및 다른 잔류 가용성 당(예컨대, 글루코스, 수크로스, 류크로스, DP2~DP8 글루코-올리고당류)을 제거하였다. 이어서, 세척된 생성물의 샘플을 약 20~40 중량% 고형물의 습윤 케이크(건조되지 않음)로 수집하거나, 또는 회전식 건조기에서 약 88~95 중량% 고형물의 분말로 건조시켰다.
이어서, 건조되지 않은 및 건조된 불용성 알파-1,3-글루칸의 샘플 둘 모두를 80℃에서 거의 0의 pH에서 염산 가수분해 절차로 처리하여 감소된 분자량의 불용성 알파-1,3-글루칸을 생성하였다. 개시될 때 각각의 가수분해 반응은 8 중량%의 알파-1,3-글루칸을 함유하였다. 가용성 알파-1,3-글루칸으로의 불용성 알파-1,3-글루칸의 무기산 가수분해를 기술하는 미국 특허 출원 공개 제2013/0244287호(본원에 참조로 포함됨)에 개시된 절차를 적절한 변형을 가하여 적용하여 알파-1,3-글루칸을 더 낮은 분자량이지만 불용성인 형태로 가수분해할 수 있다. 중화시키기 전에 1시간, 8시간, 1일 또는 3일 동안 가수분해 반응이 진행되게 두었다. 이어서, 각각의 가수분해된, 불용성 알파-1,3-글루칸 생성물을 분자량에 대해 분석하였다. 도 1은 건조되지 않은 또는 건조된 불용성 알파-1,3-글루칸의 1일의 가수분해 후에 중량 평균 중합도(DPw)가 대략 40~60인 불용성 알파-1,3-글루칸이 생성되었음을 나타낸다. 특히, 이러한 분자량은 안정하여, 매우 낮은 pH 조건 하에서 가수분해의 지속 시간 동안 유사한 DPw로 유지된다 (도 1). 개별 가수분해에서, DPw가 약 39인 불용성 알파-1,3-글루칸이 생성되었다(데이터는 나타나 있지 않음).
다음과 같이 광각 X-선 산란(WAXS)에 의해 알파-1,3-글루칸 샘플의 결정도(또는 결정도 지수 [CI])를 측정하였다. 글루칸 분말 샘플을 60℃로 설정된 진공 오븐에서 최소 2시간 또는 하룻밤 동안(그러나 때때로 주말 내내) 건조시켰다. 회절 스캔을 시작하기 직전에, 각각의 샘플을 오븐에서 꺼내고 약 1.5 cm 폭 x 4 cm 길이 x 4 mm 깊이의 웰을 갖는 스테인리스 강 홀더로 옮겼다. 측면을 통해 분말을 부어 넣을 수 있도록 웰 측면을 개방시키고, 홀더의 상부에 유리판을 끼워 넣었다. 테이블 반대측의 홀더 면을 반복적으로 쳐서 충진 과정 동안 분말을 여러 번 패킹하였다. 마지막으로, 홀더를 우측이 위로 향하게 하고, 유리판을 제거하고, 홀더를 회절계에 로딩하였다. 오븐을 열고 스캔을 시작하기까지의 시간은 5분 이내였다. 반사 모드의 X'PERT MPD POWDER(네덜란드 소재의 PANalytical B.V.) 회절계를 사용하여 각 분말 샘플의 X-선 회절 패턴을 측정하였다. X선 공급원은 광학 초점 미러 및 1/16°의 좁은 슬릿을 구비한 Cu X선 튜브 라인 공급원이었다. 1/8°로 설정된 산란 방지 슬릿 및 1-D 검출기로 X선을 검출하였다. 스텝당 0.1도로 4 내지 60도의 2θ 범위에서 데이터를 수집하였다. 전체 스캔 시간은 약 46분이 소요되었다. 이어서, 얻어진 X선 패턴에서 7.2 내지 30.5도의 직선 기준선을 빼고, 현재 데이터에 맞게 조정된 기지의 비정질 알파-1,3-글루칸 샘플의 XRD 패턴을 뺀 후, 그 범위의 나머지 결정 피크를 기지의 탈수된 알파-1,3-글루칸 결정 반사에 해당하는 일련의 가우스 곡선으로 피팅함으로써 X선 패턴을 분석하였다. 이어서, 결정 피크에 해당하는 면적을 기준선-차감된 곡선 아래의 총 면적으로 나누어 결정화 지수를 얻었다.
가수분해에 의해 상기에서 제조된 알파-1,3-글루칸 샘플의 결정도를, 가수분해를 거치지 않은 효소 중합된 알파-1,3-글루칸의 결정도와 비교하였다. 도 2는 가수분해된 알파-1,3-글루칸이 가수분해되지 않은 알파-1,3-글루칸과 비교하여 실질적으로 더 높은 결정도(0.65 초과)를 가짐을 나타낸다. 특히, (40℃에서 48시간 동안 습윤 케이크를 상기와 같이 산-가수분해하여 제조된) DPw가 50인 가수분해된 알파-1,3-글루칸은 결정도가 약 0.76이었다(도 2, 좌측 사각형). (40℃에서 1시간 동안 습윤 케이크를 상기와 같이 산-가수분해하여 제조된) DPw가 94인 가수분해된 알파-1,3-글루칸의 샘플은 결정도가 약 0.69이었다(도 2, 좌측 사각형). 그러나, DPw가 약 230 내지 약 830의 범위이며 효소적으로 생성된 가수분해되지 않은 알파-1,3-글루칸(약 100% 알파-1,3 결합)의 샘플은 더 낮은 결정도를 가졌다(도 2, 채워진 원)(효소적으로 생성된 알파-1,3-글루칸의 분자량은, 예를 들어, 본원에 참조로 포함된 미국 특허 출원 공개 제2015/0064748호에 기재된 바와 같은 기술을 사용하여 DPw 230~830 범위 이내가 되도록 조절될 수 있다).
전자 현미경을 사용하여, 가수분해된 알파-1,3-글루칸(DPw 50, 0.76 CI, 1.2 PDI)의 미세구조를 가수분해되지 않은 알파-1,3-글루칸(DPw ~800)(상기에서 생성된 바와 같음)의 미세구조와 비교하였다(도 3a 내지 3d). 다음과 같이, 조영제로서 포스포텅스테이트를 사용하여 건식-캐스트 전자 현미경에 의해 글루칸 샘플을 이미지화하였다. DPw 50 및 DPw ~800 알파-1,3-글루칸의 슬러리를 여러 차례의 원심분리 및 탈이온수 중의 재분산에 의해 정제하였다. 최종 정제된 글루칸 샘플을 100배 희석한 다음 3분 동안 초음파 처리하였다. 일단 초음파 처리가 완료되면, 각 제제의 상청액을 단리하여 구리 메시 TEM 격자 상의 건식-캐스트 투과 전자 현미경(TEM) 샘플을 제조하였다. 이어서 포스포텅스텐산을 음성 콘트라스트 염색에 사용하였고, 그 후에 TEM 이미지화를 수행하였다. 캡처된 TEM 이미지는 보통 TEM 격자 상에 침착된 더 큰 두꺼운 샘플의 가장자리에 위치한 섹션으로부터의 것이었다. 가수분해된 알파-1,3-글루칸(DPw 50)은 2차원 구조(응집되지 않은 물질의 약 90 중량% 초과가 플레이트의 형태임)를 나타낸 반면(도. 3b 및 3d), 가수분해되지 않은 알파-1,3-글루칸(DPw ~800)은 더 큰, 3차원 피브릴형 구조를 나타내었다(도 3a 및 3c). DPw가 약 260이고 효소적으로 생성된 가수분해되지 않은 알파-1,3-글루칸(약 100% 알파-1,3 결합)의 TEM 이미지화는 가수분해되지 않은 알파-1,3-글루칸(DPw ~800)의 미세구조(데이터는 도시되지 않음)와 매우 유사한 미세구조를 나타내었다.
수성 분산액의 광 산란 분석에 의한 입자 크기 측정은, 가수분해된 알파-1,3-글루칸(DPw 50)은 전체 입자의 약 90 중량%가 1 미크론 미만의 크기인 입자 크기 분포(D50 값이 약 0.15 내지 0.2 미크론의 범위였지만 약 0.1 내지 1.0 미크론의 범위일 수 있음)를 가졌지만, 가수분해되지 않은 알파-1,3-글루칸(DPw ~800)은 전체 입자의 80 중량% 초과가 10 미크론 초과인 입자 크기 분포(D50 값이 약 10 내지 20 미크론의 범위였지만 약 5 내지 50 미크론의 범위일 수 있음)를 가졌음을 나타낸다(도 4).
실시예 2
고결정성 불용성 알파-글루칸의 수성 분산액은 pH 변화에 걸쳐 안정하다
이 실시예는 고결정성 불용성 알파-글루칸 또는 비-결정성 알파-글루칸의 수성 분산액의 점도에 대한 pH 저하의 영향을 기술한다. 구체적으로, 불용성 알파-1,3-글루칸(DPw 50, 0.76 CI)의 분산액은 낮은 pH 조건 하에서 안정한 점도 프로파일을 유지하였지만, 불용성 알파-1,3-글루칸(DPw ~800)의 분산액은 동일한 조건 하에서 점도 변화를 나타내었다.
불용성 알파-1,3-글루칸(DPw 50, 0.76 CI, 실시예 1에서 제조된 바와 같음) 또는 불용성 알파-1,3-글루칸(DPw ~800, 실시예 1에서 제조된 바와 같음)의 수성 분산액(5 중량%, 실온)을 제조하고 pH 2.0 또는 6.4로 조정하였다. 이어서 수성 분산액을 (1 내지 1000 s-1의 전단율에서 BROOKFIELD 점도계를 사용하여) 점도에 대해 분석하였다(도 5a 내지 5b). pH 6.4에서, DPw ~800 알파-1,3-글루칸의 분산액의 점도 프로파일과 비교하여 DPw 50 알파-1,3-글루칸의 분산액은 약 100배 더 높은 점도 프로파일을 나타내었다(도 5a). 또한 참고로, pH 6.4의 중성 조건과 비교하여 pH 2.0에서 DPw 50 알파-1,3-글루칸의 분산액은 점도 프로파일의 변화를 나타내지 않았다(도 5b). 나노셀룰로오스 및 미정질 셀룰로오스와 같은 다른 다당류는 낮은 pH 조건에서 점도가 현저하게 저하되기 때문에(본원에 참조로 포함된 미국 특허 제2978446호), 이러한 변경되지 않은 점도 프로파일은 독특하다.
불용성 알파-1,3-글루칸(DPw 50, 0.76 CI)의 낮은 농도(5 중량%, 상기)에서 고유한 높은 점도, 및 그의 pH 안정성은 낮은 pH 라텍스 분산액에 혼합될 때 양호한 상용성을 가능하게 하였다. 구체적으로, 도 6은 4 중량% 알파-1,3-글루칸(상기로부터의 DPw 50 또는 DPw ~800 글루칸) 및 14 중량% 비닐 아세테이트/에틸렌 (VAE) 라텍스를 포함하는 분산액(실온, pH 4.0)으로서 초기에 설정된 수성 제제를 비교하였다. DPw 50 알파-1,3-글루칸을 갖는 VAE 분산액은 적어도 3주 동안 안정하게 유지되었고(이 기간 후에 분산액을 폐기하였음) 적어도 6 내지 12개월 동안 안정한 것으로 여겨지며, DPw ~800 알파-1,3-글루칸은 1시간 이내에 VAE 분산액(도 6)으로부터 침전되었다. 전형적으로, 라텍스 분산액은 pH 3~4 또는 pH 8~9에서 pH-안정화되지만, pH 3~4의 낮은 pH 조건으로 인해 이 pH 안정화 계획에서는 라텍스 분산액에 다당류를 사용하기가 어렵다. DPw ~800 알파-1,3-글루칸은 더 높은 농도에서 이러한 낮은 pH 분산액에서 다소 안정한 것으로 나타났지만(데이터는 나타나 있지 않음), 여기에 표시된 바와 같은 4 중량%에서의 그의 불안정성은 저농도(예컨대, >5 중량%)에서의 그의 사용에 문제가 있음을 시사한다. 따라서, 불용성 알파-1,3-글루칸(DPw 50)은 이러한 조건 하에서 안정하게 분산가능하였음에 주목할 만하다.
실시예 3
고결정성 불용성 알파-글루칸은 페인트 조성물에서 안료 증량제로서 사용될 수 있다
이 실시예는 고결정성 불용성 알파-글루칸을 페인트 조성물에서 안료 증량제로서 사용하는 것을 기술한다. 구체적으로, 불용성 알파-1,3-글루칸(DPw 50, 0.76 CI)을 사용하여 페인트에서 이산화티타늄(TiO2) 안료를 대체하였고, 이는 이러한 안료의 불투명 기능을 향상시켰다. 이러한 향상은 페인트에 사용되는 TiO2의 양을 감소시킬 수 있다는 것과 결부되었다.
TiO2는 높은 굴절률로 인해 페인트에서 가장 널리 사용되는 백색 안료이다. TiO2를 안료로 사용하는 경우의 문제점은 TiO2 입자의 고유한 콜로이드 불안정성이다. 이 문제를 해결하기 위해 TiO2 입자는 보통 SiO2로 코팅된다. 그러나, SiO2-코팅된 구조체의 경우에도, TiO2 입자들이 적절하게 간격을 두지 않으면(이상적인 간격은 약 200 nm임) 착색제로서의 TiO2 입자의 효율성이 감소된다.
TiO2 입자-스페이싱 첨가제는 TiO2 증량제로서 지칭된다. 이 실시예에서 불용성 알파-1,3-글루칸(DPw 50, 0.76 CI)은 다음과 같이 페인트에서 효율적인 TiO2 증량제로서 사용될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 백색 페인트 제형을 일반적으로 다음과 같이 제조하였다. 대조군 페인트 제형(알파-1,3-글루칸을 첨가하지 않음)은 65 안료 부피 농도(PVC)의 TiO2 안료를 함유하였지만, 실험 페인트 제형은 TiO2 안료 성분의 소정 부분을 대체하는 불용성 알파-1,3-글루칸(상기, DPw 50 또는 DPw ~800 샘플)을 함유하였다. 이러한 대체는 (제형 중 PVC에 기초하여) 1.0 대 0.6의 TiO2 대 알파-1,3-글루칸의 비에 기초하였다. 제형화된 페인트를 3 mil 버드 바(bird bar)를 사용하여 적용하고 약 70℃ 및 50% 습도에서 하룻밤 건조시킨 후에, 건조된 페인트의 L*(백색도) 및 불투명도(Y) 수준을 본원에 참조로 포함된 국제 특허 공개 WO2019046123호에 기재된 바와 같이 측정하였다(표 1).
[표 1]
TiO 2 안료의 대체에 있어서 불용성 알파-1,3-글루칸을 포함하는 페인트의 성능
Figure pct00002
특히, 표 1에 나타난 바와 같이, TiO2를 DPw 50 알파-1,3-글루칸으로 대체함에 따라, 백색도(L*) 및 불투명도에 있어서 지속적인 성능 증가가 얻어졌다.
실시예 4
고결정성 불용성 알파-글루칸은 독특한 광학 특성을 갖는다
이 실시예는 결정성 불용성 알파-글루칸을 사용하여 광학적으로 투명한 제품을 제조하는 것을 기술한다. 구체적으로, 불용성 알파-1,3-글루칸(DPw 50, 0.76 CI)을 포함하는 물질은 높은 광학 투명성을 나타낸 반면, 불용성 알파-1,3-글루칸(DPw ~800)을 포함하는 물질은 훨씬 더 낮은 광학 투명성을 나타내었다.
각각 약 28.3 중량% 또는 33.7 중량%의 글루칸을 포함하는 DPw 50 또는 DPw ~800 알파-1,3-글루칸(상기)의 습윤 케이크를 제조하였다. 이어서, 페이스트 형태의 약 1~5 mm 두께의 이들 습윤 케이크 중 어느 하나의 단일 층을 알루미늄 팬에 펴 바르고 이어서 건조시키기 전에 사진 촬영하였다. 특히, DPw 50 알파-1,3-글루칸 조성물은 가시 수준에서 광학적으로 투명한 반면, DPw ~800 알파-1,3-글루칸 조성물은 그러한 투명성이 결여되었다(도 7). 구체적으로, DPw 50 알파-1,3-글루칸 물질 아래에서 흑색 "X" 마크를 분명하게 볼 수 있었는데, 이는 혼탁한 약 800 알파-1,3-글루칸 물질의 경우에는 그렇지 않았다(도 7).
실시예 5
고결정성 불용성 알파-글루칸의 수성 분산액은 안정하다
이 실시예는 고결정성 불용성 알파-글루칸 또는 비-결정성 알파-글루칸의 수성 분산액의 점도에 대한 건조(글루칸 분산 전)의 영향을 기술한다. 구체적으로, 건조된 불용성 알파-1,3-글루칸(DPw 50, 0.76 CI)의 분산액은 건조되지 않은 물질의 점도 프로파일과 유사한 점도 프로파일을 나타낸 반면, 건조된 불용성 알파-1,3-글루칸(DPw ~800)의 분산액은 그의 건조되지 않은 형태와 비교하여 현저히 감소된 점도 형성을 나타내었다. 건조 형태인 경우에도 DPw 50 알파-1,3-글루칸의 점도-형성 능력은 이 물질의 다른 이점을 나타낸다.
약 40 중량% 글루칸을 포함하는 DPw 50 또는 DPw ~800 알파-1,3-글루칸(상기)의 습윤 케이크를 제조하였다. 이어서 이들 각각의 샘플을 40~110℃에서 약 88~95 중량% 고형물의 분말로 건조시켰다. 각각의 습윤 케이크 및 건조 분말의 샘플을 개별적으로 수동 진탕(자동화된 장치를 사용하지 않음)에 의해 탈이온수(실온, 중성 pH)와 10 중량% 고형물로 혼합하였다. 이어서, 이들 제제의 각각을 핸드-헬드 회전자 고정자(IKA T-25)로 실온에서 10000 rpm(분당 회전수)으로 10분 동안 처리하였다. 제제(하기 참조) 중 하나를 제외한 모두에 대해 분산액으로서 밝혀진 생성된 제제를 실시예 2에 기재된 바와 같이 점도에 대해 평가하였다.
도 8에 도시된 바와 같이, 물 중 건조된 DPw ~800 알파-1,3-글루칸의 제제는 건조되지 않은 형태의 제조의 점도보다 실질적으로 더 낮은 점도 수준을 가졌고; 그의 점도는 건조되지 않은 물질의 점도의 0.15% 미만이었다. 이러한 결과는 후자의 제제에 의해 형성된 분산액은 안정한 반면, 전자의 제제는 분산액을 거의 형성하지 않았다는 관찰과 일치하였다(데이터는 나타나 있지 않음). 특히, 건조된 DPw 50 알파-1,3-글루칸의 분산액은 분산액에서 그의 건조되지 않은 형태의 점도에 비견되는 (약 20~50% 이내의) 점도 수준을 가졌다(도 8). 또한, 건조된 또는 건조되지 않은 DPw 50 알파-1,3-글루칸의 분산액은 안정하였다(데이터는 표시되지 않음).
실시예 6
고결정성 불용성 알파-글루칸을 사용한 에멀젼 안정화
이 실시예는 고결정성 불용성 알파-글루칸이 에멀젼을 안정화할 수 있음을 보여준다. 구체적으로, 불용성 알파-1,3-글루칸(DPw 50, 0.76 CI)은 소적 크기 분포가 좁은 에멀젼에 대해 안정화 효과를 나타내었다.
DPw 50 (0.76 CI) 알파-1,3-글루칸을 도데칸과 물의 50:50 혼합물에 0.5 또는 2.0 중량% 농도로 첨가하였다. DPw ~800 알파-1,3-글루칸(건조되지 않음, 40 중량% 습윤 케이크) 및 알파-1,3-글루칸 피브리드(본원에 참조로 포함된 미국 특허 출원 공개 제2018/0119357호에 따라 제조함)을 도데칸:물 혼합물에 유사하게 첨가하였다. 이어서, 회전자 고정자 균질화기(Pro Scientific Pro 250)를 사용하여 각각의 제제를 2분 동안 35000 rpm으로 균질화하였다. 물에 분산된 도데칸 소적을 함유하는 생성된 에멀젼을 소적 크기 및 안정성에 대해 분석하였다. 콘트라스트를 위한 염료(페릴렌, 0.01 mg/mL)를 사용하여 도데칸 상이 착색된 공초점 레이저 주사 현미경을 사용하여 소적 크기를 측정하였다. 평행판 기하학적 형상 및 1 mm의 갭 크기를 갖는 응력 제어식 회전 레오미터(Anton Paar MCR-302)를 사용하여 각 에멀젼의 레올로지를 측정하였다.
평균 에멀젼 소적 크기를 계산하기 위해 각 에멀젼에 대해 직접 소적 크기 측정을 수행하였다. 에멀젼의 레올로지 측정을 사용하여 그의 점탄성 영역에서 평균 저장 모듈러스(평균 G')를 계산하였다. 이러한 분석의 결과가 하기 표 2에 열거되어 있다. 에멀젼 안정화의 효과(즉, 평균 G', 에멀젼 소적 크기)는 시험한 각각의 알파-1,3-글루칸 물질마다 상이하였다. DPw 50 알파-1,3-글루칸 샘플은 에멀젼 소적 크기(낮은 표준 편차를 갖는 작은 소적 크기 - 즉, 균일하게 작은 소적) 및 빌드 탄성(증가된 평균 G'는 증가된 탄력성을 나타냄)을 안정화할 수 있기 때문에 DPw ~800 및 피브리드 알파-1,3-글루칸 샘플과 비교하여 독특하였다. 따라서, 본 발명의 고결정성 불용성 알파-1,3-글루칸(예컨대, DPw 50, 0.76 CI)은 그 자체로 에멀젼 안정제로서 사용될 수 있거나 또는 다른 안정제(예컨대, 알파-1,3-글루칸 피브리드)와 조합될 수 있다.
[표 2]
불용성 알파-1,3-글루칸에 의해 안정화된 에멀젼의 특성
Figure pct00003
실시예 7
고결정성 불용성 알파-글루칸을 사용한 캡슐화
이 실시예는 고결정성 불용성 알파-글루칸을 사용하여 건조 에멀젼을 형성할 수 있음을 보여준다. 이러한 에멀젼의 구성 입자는 불용성 알파-글루칸의 쉘에 의해 캡슐화된 안정화된 물질의 코어를 포함한다. 구체적으로, 불용성 알파-1,3-글루칸(DPw 50, 0.76 CI)을 사용하여 오일(시어 너트 버터)을 캡슐화하여 소수성 코어를 갖는 입자를 형성하였다.
DPw 50 (0.76 CI) 알파-1,3-글루칸과 물 및 시어 너트 버터의 혼합물을 2 (글루칸) : 20 (물) : 11 (시어 너트 버터)의 비로 제조하였다. 혼합물을 교반 하에 60℃까지 가열하여 시어 너트 버터를 용융시켰다. 혼합물의 액체 에멀젼을 형성하기 위해, 회전자 고정자 균질화기(Ultra-Turrax T25, IKA)를 사용하여 20 krpm으로 5분 동안 혼합물을 균질화하였다. 에멀젼의 안정성을 시각적으로 확인하였다.
에멀젼을 동결 건조 또는 분무 건조시켜 에멀젼의 건조 분말 형태를 생성하였다. 동결 건조시키기 위해, 드라이아이스를 사용하여 에멀젼을 급속 냉각시키고 진공 하에 -50℃에서 48시간 동안 건조시켰다.
분무 건조를 위해, #14 실리콘 튜빙(Precision Pump)을 갖는 외부 연동 펌프(Cole-Palmer Masterflex L/S)가 장착된 분무 건조기(Yamato Pulvis GB22)를 사용하여 에멀젼을 분무 건조시켰다. 무화는 2-유체 노즐을 사용하여 수행하였으며 무화 가스로서 7 psi의 공기를 사용하였다. 건조 공기 유량은 0.68 m3/min이었고, 건조 입구 온도는 120℃였고, 출구 온도는 50℃였다.
동결 건조 또는 분무 건조에 의해 생성된 각 분말을 주사 전자 현미경법(SEM)에 의해 5000X로 이미지화하였다. SEM은 0.8 내지 1 mbar 및 10 kV 가속 전압에서 작동하는 FEI QUANTA 650 유닛을 사용하여 수행하였다. 각각의 건조된 분말 에멀젼은 시어 너트 버터 코어 및 알파-1,3-글루칸 보호 쉘을 갖는 입자를 함유하는 것으로 관찰되었다(예를 들어, 도 9 참조).
실시예 8
고결정성 불용성 알파-글루칸을 포함하는 식용 코팅
이 실시예는 고결정성 불용성 알파-글루칸이 과일 및 채소와 같은 식품의 식용 코팅에 사용될 수 있음을 보여준다. 이러한 식용 코팅은, 예를 들어 식품의 저장 수명을 증가시키는 데 사용될 수 있다. 구체적으로, 불용성 알파-1,3-글루칸(DPw 50, 0.76 CI)을 아보카도 상의 식용 코팅에 사용하였다. 코팅되지 않은 샘플과 비교하여, 불용성 글루칸으로 코팅하면 두 가지 상이한 분석에 의해 결정되는 바와 같이 과일 숙성이 억제되었다.
숙성되지 않은 아보카도를 (물 중) 6~9 중량% 불용성 알파-1,3-글루칸(DPw 50, 0.76 CI)의 분산액으로 딥-코팅하고 85% 상대 습도(RH) 하에 5 또는 20℃에서 1주일 동안 저장하였다. 코팅된 아보카도 샘플의 숙성도를 동일한 조건에서 저장된 코팅되지 않은 아보카도 샘플의 숙성도와 비교하였다. 다음과 같이 5 스테이지 즉석 섭취(ready-to-eat, RTE) 분류를 사용하여 숙성도를 분류하였다:
스테이지 1: RTE가 불충분함, 너무 경질임 (이 스테이지는 일반적으로 이러한 분석에 들어간 미숙성 아보카도 샘플의 특성을 나타낸다).
스테이지 2: RTE 충분함, 그러나 약간 경질임.
스테이지 3: RTE 충분함.
스테이지 4: RTE 충분함, 그러한 약한 연질임.
스테이지 5: RTE 불충분함, 너무 연질임.
이러한 분석의 결과는 다음과 같았으며, 이는 본원의 불용성 알파-1,3-글루칸으로 코팅하면 과일 숙성을 방지할 수 있음을 나타낸다:
코팅되지 않은 샘플, 5℃: RTE 스테이지 1 및 2.
코팅되지 않은 샘플, 20℃: RTE 스테이지 3 및 4.
코팅된 샘플, 20℃: RTE 스테이지 1.
또한, 20℃에서 (중복하여) 아보카도 샘플로부터 에틸렌의 방출을 가스 크로마토그래피에 의해 시간 경과에 따라 추적하였다. 에틸렌 생성을 4일에 걸쳐 추적하였다(백만분율[ppm] 단위). 코팅된 아보카도는 표 3에 나타나 있는 바와 같이 현저히 더 적은 양의 에틸렌 생성을 나타내었다. 이러한 결과는 본원의 불용성 알파-1,3-글루칸으로 코팅하면 과실 숙성을 방지할 수 있다는 상기 결과와 일치한다.
[표 3]
아보카도 샘플에 의한 에틸렌 방출
Figure pct00004
실시예 8
고결정성 불용성 알파-글루칸을 포함하는 배리어 코팅
이 실시예는 고결정성 불용성 알파-글루칸을 제품용 배리어 코팅에 사용할 수 있을 보여준다. 이들 배리어는 오일과 같은 소수성 물질에 대한 보호를 제공할 수 있다. 구체적으로, 불용성 알파-1,3-글루칸(DPw 50, 0.76 CI) 및 다른 성분을 포함하는 수성 제제를 사용하여 종이를 코팅하였고; 이러한 종이 코팅은 오일 흡수에 저항하였다.
불용성 알파-1,3-글루칸(DPw 50, 0.76 CI)을 다음 2가지 상이한 비(각각의 비는 최종 제제 내의 각 성분의 중량에 기초하였음)의 10 중량% 수용성 양이온성 알파-1,3-글루칸(WSCG), 폴리비닐 알코올(PVOH, Mw 31 kDa, Sigma Aldrich), 또는 전분(가용성 감자 전분, Sigma-Aldrich)의 수용액 중에 분산시켰다: 각각 8부 또는 5부의 WSCG, PVOH, 또는 전분 대 2부 또는 5부의 불용성 알파-1,3-글루칸. 이어서 각각의 제제를 자동 필름 어플리케이터(ZAA2600 ZEHNTNER, RDS 3 로드)를 사용하여 종이 기재에 코팅하였다. 대조군으로서, 어떠한 불용성 알파-1,3-글루칸도 첨가하지 않고 10 중량% WSCG, PVOH, 또는 전분을 갖는 제제를 종이 상에 코팅하였다. 코팅된 종이를 건조시키고 25 cm2 시트로 절단하고 Cobb 시험기(내부 면적 10 cm2)를 사용하여 분석하였다. 구체적으로, 코팅된 종이를 60초 동안 물 또는 피마자유 10 mL에 노출시켰다. 45초 마크에서, 내용물을 뒤집고 종이를 클램프에서 조심스럽게 제거하였다. 이어서 각각의 종이 샘플(이의 중량은 "m건조"로 제공됨)을 블로팅하고 60초 마크에서 10 kg 롤러로 롤링하여 과도한 물 또는 오일을 제거하였다. 종이의 최종 무게("m노출")를 즉시 측정하였다. 하기 식을 사용하여 각각의 샘플에 대해 Cobb 값(g/m2)을 계산하였다:
Figure pct00005
Cobb 값(Cobb 지수 값)은 적용된 액체의 종이에 의한 흡수의 척도를 제공하며; 값이 높을수록 흡수율이 더 높다. 상기 시험에서 종이에 의한 물 또는 오일 흡수의 정도를 특징짓기 위하여 다음 Cobb 지수 값 범위를 사용하였다:
Figure pct00006
상기 샘플에 대해 측정된 Cobb 지수 값이 하기 표 4에 열거되어 있다.
[표 4]
오일 또는 물에 노출된 코팅지의 Cobb 지수 값
Figure pct00007
표 4의 데이터에 기초하여, 특히 2부의 글루칸 대 8부의 기존 배리어 물질의 비로, 본원의 불용성 알파-1,3-글루칸을 첨가하여 오일과 같은 소수성 물질에 대한 PVOH 및 전분의 배리어 특성을 향상시킬 수 있음이 명백하다. 상기 결과는 판지 또는 플렉스 페이퍼가 코팅용 종이 기재로 사용될 때 관찰되는 것과 유사하게 특징지어진다(데이터는 나타나 있지 않음).
실시예 9
고결정성 불용성 알파-글루칸을 사용한 고무 복합재의 강화
이 실시예는 본원의 불용성 알파-글루칸이 고무 복합재의 물리적 및 동적 특성에 대한 강화를 제공할 수 있음을 보여준다. 구체적으로, 불용성 알파-1,3-글루칸(DPw 50, 0.76 CI)을 포함하는 고무 조성물을 생성하고 분석하였다. 이러한 분석에 기초하여, 본 발명의 불용성 알파-글루칸을 사용하여 타이어와 같은 고무-함유 제품을 강화할 수 있는 것으로 고려된다.
불용성 알파-1,3-글루칸(DPw 50, 0.76 CI)을 고무 복합재에 포함시키기 위하여, 천연 고무(NR) 중 이러한 불용성 알파-글루칸(30 중량% 로딩)의 마스터배치를 제조하였다. 불용성 알파-글루칸 입자(7 중량%) 및 NR 라텍스(60 중량%)의 수성 분산액을 슬러리로 함께 혼합하고 포름산(5 부피%)으로 응집시켰다. 응고물을 더 작은 부분으로 나누고, 건조시키고, 밀링하였다. 건조된 응고물(즉, 마스터배치)(<3% 수분)을 고무 배합에 사용하였다.
상기에서 제조된 마스터배치를 내부 믹서에서 하기 표 5의 제형에 따라 고무 첨가제와 2회 통과로 혼합하였다. 첫 번째 통과에서, 믹서를 120℃까지 가열하고 황 및 CBS를 제외한 모든 첨가제를 갖는 마스터배치를 첨가하였다. 혼합하는 동안 온도를 150℃까지 증가시키고 150℃에서 2분 동안 유지하였다. 비교예로서, 불용성 알파-글루칸 대신에 실리카 또는 카본 블랙을 갖는 NR 마스터배치를 첫 번째 통과에서 첨가하였다. 두 번째 통과에서, 믹서를 80℃까지 가열하고 첫 번째 패스로부터의 혼합된 고무, 황 및 CBS를 첨가하였다. 온도가 95℃에 도달할 때까지 각각의 고무 제제를 혼합하였다. 일단 각각의 고무 제제가 냉각되면, 2롤 밀에서 밀링한 다음, 압축 성형하고 특성화를 위해 시험 시편으로 경화시켰다.
[표 5]
고무 복합재의 제형
Figure pct00008
불용성 알파-1,3-글루칸을 충전제로서 함유하는 천연 고무 복합재, 및 통상적인 충전제(카본 블랙 또는 실리카)를 함유하는 비교용 천연 고무 복합재를 물리적 및 동적 특성에 대해 시험하였다. 충전제를 함유하지 않는 천연 고무 복합재를 유사하게 시험하였다. 이들 분석의 결과가 하기 표 6에 요약되어 있다.
[표 6]
고무 복합재의 주요 물리적 및 동적 특성의 개요
Figure pct00009
표 6으로부터 다음과 같은 결론을 내릴 수 있다:
Figure pct00010
불용성 알파-1,3-글루칸 NR 복합재는 기존 충전제와 비교하여 밀도가 더 낮다. 따라서, 본원에 개시된 바와 같은 불용성 알파-1,3-글루칸은 예를 들어 경량화 목적에 적합하다.
Figure pct00011
모두 실란 커플링제(Si69)가 필요 없이, 충전제로서의 불용성 알파-1,3-글루칸은, 고성능 실리카(Ultrasil GR 7000) 충전제와 비교하여, 물리적 특성(인장 강도, 연신율, 모듈러스)의 전반적인 개선을 나타낸다.
Figure pct00012
불용성 알파-1,3-글루칸 NR 복합재는 60℃에서 최저 tan 델타를 갖는다. 따라서, 본원에 개시된 바와 같은 불용성 알파-1,3-글루칸을 갖는 타이어는, 실리카 또는 카본 블랙을 대신에 사용하는 것과 비교하여, 양호한 롤링 저항성을 가질 것이다.
Figure pct00013
불용성 알파-1,3-글루칸 믹스는 N234 카본 블랙과 비슷한 경화 시간을 가지며 양호한 가공을 위한 훨씬 낮은 ML을 갖는다.
실시예 10
고결정성 불용성 알파-글루칸을 사용한 폴리우레탄 필름의 향상
이 실시예는 본원의 불용성 알파-글루칸이 폴리우레탄계 조성물의 기계적 및 인장 특성을 향상시킬 수 있음을 보여준다. 구체적으로, 불용성 알파-1,3-글루칸(DPw 50, 0.76 CI)을 포함하는 폴리우레탄 필름을 생성하고 분석하였다.
불용성 알파-1,3-글루칸(DPw 50, 0.76 CI) 입자를 상이한 로딩 수준으로 프로판디올(PDO)-세바케이트 폴리올계 폴리우레탄 분산액(PUD)(Troy Polymers Inc)과 블렌딩하여 다양한 1-성분 폴리우레탄 분산액(1K-PUD)을 제조하였다. 이전 PUD의 제형 세부사항이 하기 표 7에 나타나 있다.
[표 7]
폴리우레탄 분산액의 제형
Figure pct00014
상이한 양의 불용성 알파-1,3-글루칸 입자(물 중 10 중량% 분산액으로 제공됨)를 PUD 샘플에 로딩하여 (총 고형분에 대해) 1 내지 50 중량% 불용성 알파-글루칸을 갖는 제제를 제공하였다. 이러한 PUD 제제는 모두 상분리의 징후 없이 안정하였다. 이어서, 각각의 제형을 드로다운 와이어 로드(drawdown wire rod) #40을 사용하여 폴리프로필렌 시트 상에 블레이드-코팅하고, 필름을 형성하도록 두었다. 이들 제형(프리-코팅)의 함량, 및 건조된 필름의 불용성 알파-글루칸 함량이 하기 표 8에 열거되어 있다.
[표 8]
불용성 알파-1,3-글루칸을 갖는 PUD 제제, 및 그로 제조된 필름의 함량
Figure pct00015
이어서 INSTRON 기기를 사용하여 각각의 필름의 인장 특성을 측정하였다. 이러한 분석의 결과가 하기 표 9에 나타나 있다.
[표 9]
불용성 알파-1,3-글루칸을 함유하는 폴리우레탄 분산액으로부터 형성된 필름의 인장 특성
Figure pct00016
하기 표 10에 나타나 있는 바와 같이 가수분해적 에이징(50℃, 95% RH, 3일) 후에 필름을 추가로 분석하였다.
[표 10]
불용성 알파-1,3-글루칸을 함유하는 폴리우레탄 분산액으로부터 형성된 가수분해적으로 에이징된 필름의 인장 특성
Figure pct00017
폴리우레탄 분산액으로부터 제조된 필름에 본원에 개시된 바와 같은 불용성 알파-1,3-글루칸을 첨가하면 필름의 기계적 특성의 긍정적인 개선을 초래하였다. 이러한 개선은 필름의 가수분해적 에이징과 함께 또는 없이 발생하였다(표 9 및 10).
필름을 또한 경도(ASTM D3363-20, Standard Test Method for Film Hardness by Pencil Test, ASTM International, 2020) 및 접착력(ASTM D3359-17, Standard Test Methods for Rating Adhesion by Tape Test, ASTM International, 2017) (둘 모두의 ASTM 시험은 본원에 참조로 포함됨)에 대해 시험하였다. 10 중량% 및 30 중량%의 불용성 알파-1,3-글루칸을 함유하는 필름은 H 내지 2H(ASTM D3363)의 개선된 경도, 및 4A 내지 5A(ASTM D3359)의 개선된 접착력을 나타내었다.
실시예 11
고결정성 불용성 알파-글루칸을 포함하는 용융-가공성 폴리우레탄 조성물
이 실시예는 본원의 불용성 알파-글루칸 및 폴리우레탄을 포함하는 물이 없는 마스터배치가 용융-가공성임을 보여준다.
200 rpm으로 5분 동안 오버헤드 믹서를 사용하여, 불용성 알파-1,3-글루칸 입자(DPw 50, 0.76 CI)의 분산액(물 중 8 중량%)을 폴리우레탄 분산액(실시예 10의 표 7에 열거된 것과 동일한 제형)과 50/50의 비로 블렌딩하였다. 블렌딩된 제형(10 중량% 고형물)을 진공 오븐 내에서 80℃에서 48시간 동안 건조시켜 물을 완전히 제거하였다. 이러한 건조에 의해 경질이고 희끄무레하고 부서지기 쉬운 마스터배치 제제가 만들어졌고, 이는 열을 가하여 성형할 수 있었다. 예를 들어, 마스터배치 건조 분말을 105℃ 및 20000 psi에서 5분 동안 열-프레싱하여 투명 필름을 제조하였다. 필름의 높은 광학 투명성(투명도)은, 불용성 알파-1,3-글루칸 성분이 폴리우레탄 매트릭스 중에 잘 분산되어 있으며, 글루칸이 불투명성을 생성하지 않는 독특한 입자 크기 및 형태를 가짐을 나타내었다.
실시예 12
고결정성 불용성 알파-글루칸을 포함하는 가스 배리어 코팅
이 실시예는 고결정성 불용성 알파-글루칸이 기체 성분으로부터 제품을 보호하기 위해 배리어 코팅에 사용될 수 있음을 보여준다. 구체적으로, 불용성 알파-1,3-글루칸(DPw 50, 0.76 CI) 입자를 포함하는 수성 제제로부터 형성된 배리어는 감소된 산소 투과율을 가졌다.
불용성 알파-1,3-글루칸(DPw 50, 0.76 CI) 입자, 부텐디올 비닐 알코올 공중합체(BVOH), 및 글리세롤을 포함하는 필름을 캐스팅하였다. 이를 위해 물에 용해된 BVOH와 글리세롤의 용액을 제조하고 분량으로 나눈 후에, 불용성 알파-1,3-글루칸 입자를 상이한 농도로 각각의 분량에 혼합하였다. 하나의 분량에는 어떠한 불용성 글루칸도 넣지 않았다(블랭크/대조군). 이어서 이러한 제제의 각각을 사용하여 개별 필름을 캐스팅한 다음 건조시켰다. 블랭크/대조군 필름은 약 90 중량% BVOH 및 약 10 중량% 글리세롤을 포함한 반면, 다른 필름은 증가하는 함량의 불용성 글루칸(5, 10, 또는 20 중량%)을 함유하였다. 이어서, 각각의 필름을 35% 또는 50% 상대 습도(RH)로 23℃에서 100% O2를 사용하여 그의 산소 투과율(OTR)에 대해 시험하였고; 이 분석의 결과가 하기 표 11에 나타나 있다.
BVOH는 비교적 양호한 OTR 특성을 갖고, 이러한 품질은 RH의 함수로 변하는 것으로 알려져 있다. 낮은 RH에서, BVOH는 양호한 산소 배리어 특성(즉, 낮은 OTR)을 갖지만 높은 RH에서는 이러한 이점이 감소한다(즉, OTR이 증가한다). 표 11의 데이터는 BVOH를 함유하는 필름에 본원에 개시된 바와 같은 불용성 알파-1,3-글루칸을 포함하는 것이 시험된 RH 조건 둘 다에서 필름의 산소 배리어 능력을 상당히 향상시킨다는 것을 나타낸다. 따라서, 본원의 불용성 알파-1,3-글루칸 입자는 증가된 바이오-함량 및 생분해성의 이점을 제공하면서 필름과 같은 조성물의 산소 배리어 특성을 향상시키는 데 사용될 수 있다.
[표 11]
BVOH 및 불용성 알파-1,3-글루칸을 포함하는 필름의 산소 투과율 (OTR)
Figure pct00018
실시예 13
부직물에서 결합제로서 고결정성 불용성 알파-글루칸의 사용
이 실시예는 고결정성 불용성 알파-글루칸이 부직 제품에서 결합제/강화제로 사용될 수 있으며, 이 효과는 글루칸이 가교결합될 때 강화될 수 있음을 보여준다. 구체적으로, 가교결합된 또는 가교결합되지 않은 불용성 알파-1,3-글루칸(DPw 50, 0.76 CI) 입자를 사용한 처리에 의해, 두 가지 상이한 유형의 펄프 섬유의 부직물의 인장 강도를 증가시켰다.
가교결합된 또는 가교결합되지 않은 불용성 알파-1,3-글루칸(DPw 50, 0.76 CI) 입자의 분산액을 100% 플러프 펄프(fluff pulp)(Georgia-Pacific)로 구성된 에어-레이드 부직 시트에 분무하고, 이어서 가열된 오븐 내에서 140℃에서 5분 동안 건조시켰다. 글리옥살, 시트르산 또는 폴리아미드아민-에피클로로히드린(PAE)을 사용하여 알파-1,3-글루칸 입자 가교결합을 수행하였다. 부직 시트를 건조시킬 때, 글루칸 입자를 수용하는 시트는 80 중량% 펄프 및 (i) 20 중량% 글루칸(가교결합되지 않은 입자) 또는 (ii) 16 중량%의 글루칸 및 4 중량%의 가교결합제를 포함하였다. 이어서, 건조된 부직 시트를 EDANA 표준 NWSP 110.1.R0(본원에 참고로 포함됨)을 사용하여 건조 및 습윤 인장 강도 특성에 대해 분석하였다. 100% 북부산 표백 침엽수 크라프트(NBSK) 펄프(Domtar)로 구성된 웨트-레이드 부직 시트로 상기 절차/분석을 또한 수행하였다. 이러한 작업의 결과가 하기 표 12에 열거되어 있다.
[표 12]
불용성 알파-1,3-글루칸 결합제(가교결합되거나 가교결합되지 않음)를 포함하는 부직 제품의 인장 강도
Figure pct00019
표 12의 데이터는 본 발명의 가교결합되지 않은 불용성 알파-1,3-글루칸 입자 및 가교결합된 불용성 알파-1,3-글루칸 입자 둘 모두가 부직 물질을 강화할 수 있음을 나타낸다.
실시예 14
고결정성 불용성 알파-글루칸에 의한 광 산란
이 실시예는 본 발명의 불용성 알파-글루칸 입자가 광산란 특성을 갖고, 따라서 액체와 같은 조성물에서 광산란 첨가제로서 사용될 수 있음을 개시한다. 구체적으로, 물 중 불용성 알파-1,3-글루칸(DPw 50, 0.76 CI) 입자의 분산액은 광을 산란시키는 것으로 나타났다.
상이한 농도(0.008, 0.08, 0.8, 8.0 중량%)의 물 중 불용성 알파-1,3-글루칸(DPw 50, 0.76 CI) 입자의 분산액을 500 nm 파장 광의 산란에 대해 측정하였다. CARY 100 UV-VIS 분광기를 사용하여 산란된 광의 양을 임의 단위(a.u.)로 측정하였다. 하기 표 13에 열거된 데이터는 분산된 알파-글루칸 입자가 광을 효과적으로 산란시킬 수 있음을 나타낸다. 0.08 중량% 로딩 수준에서도, 분산된 입자는 상당한 양의 광 산란을 나타내었다. 추가로, 분산된 불용성 알파-1,3-글루칸은 가시 스펙트럼의 광을 흡수하지 않는 것으로 밝혀졌다(즉, 입자가 백색 분산액을 형성함).
[표 13]
물 중 불용성 알파-1,3-글루칸 입자의 분산액에 의한 광 산란
Figure pct00020

Claims (21)

  1. 결정도가 적어도 약 0.65인 불용성 알파-글루칸 입자를 포함하는 조성물로서, 불용성 알파-글루칸은 중량 평균 중합도(DPw)가 적어도 15이고, 불용성 알파-글루칸의 글리코시드 결합의 적어도 50%는 알파-1,3 글리코시드 결합인, 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 불용성 알파-글루칸의 글리코시드 결합의 적어도 약 90%는 알파-1,3 결합인, 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 불용성 알파-글루칸의 글리코시드 결합의 적어도 약 99%는 알파-1,3 결합인, 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 불용성 알파-글루칸의 DPw는 약 35 내지 약 100인, 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 불용성 알파-글루칸의 DPw는 약 35 내지 약 60인, 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 조성물은 수성 조성물인, 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 수성 조성물은 분산액인, 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 불용성 알파-글루칸 입자는 분산액의 부피의 적어도 약 90%를 통해 분산되는, 조성물.
  9. 제6항에 있어서, 수성 조성물은 pH가 약 0.0 내지 약 5.0인, 조성물.
  10. 제6항에 있어서, 수성 조성물은 pH가 약 0.0 내지 약 1.0, 또는 약 0.0 내지 약 2.0인, 조성물.
  11. 제6항에 있어서, 수성 조성물은 pH가 약 2.0 내지 약 4.0이고, 선택적으로 이러한 pH 범위는 조성물에 항미생물 효과를 제공하는 (예컨대, 박테리아, 효모, 또는 조류와 같은 미생물을 사멸하거나 그의 성장/증식을 억제하는), 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 불용성 알파-글루칸 입자의 적어도 70 중량%는 직경이 1.0 미크론 미만인, 조성물.
  13. 제1항에 있어서, 불용성 알파-글루칸 입자의 45 내지 55 중량%는 직경이 0.35 미크론 미만인, 조성물.
  14. 제1항에 있어서, 조성물의 온도는 최대 약 125℃인, 조성물.
  15. 제1항에 있어서, 불용성 알파-글루칸 입자는 결정도가 적어도 약 0.7인, 조성물.
  16. 제1항에 있어서, 입자의 적어도 80 중량%는 플레이트의 형태인, 조성물.
  17. 제1항에 있어서, 조성물은 가정 케어 제품, 개인 케어 제품, 산업용 제품, 섭취가능 제품(예컨대, 식품 제품), 또는 제약 제품인, 조성물.
  18. 제1항에 있어서, 조성물은
    (a) 페인트 또는 접착제와 같은, 라텍스 조성물;
    (b) 페인트 또는 썬스크린과 같은, 안료-함유 조성물;
    (c) 식용 필름 또는 코팅과 같은, 필름 또는 코팅;
    (d) 세제 조성물;
    (e) 불용성 알파-글루칸 입자에 더하여 적어도 하나의 중합체를 포함하는 복합재(선택적으로 추가 중합체는 폴리우레탄, 고무, 또는 열가소성 중합체임); 또는
    (f) 화합물을 포함하는 조성물을 캡슐화하는 캡슐화제(선택적으로 캡슐화제는 화합물의 제어 방출을 가능하게 함)인, 조성물.
  19. 제1항에 있어서, 조성물은 조성물의 기계적 특성을 변경하는 적어도 하나의 첨가제를 추가로 포함하고, 선택적으로 첨가제는 가교결합제, 가소제, 컨디셔닝제, 분산제, 또는 습윤제로부터 선택되고, 선택적으로 추가로 조성물은 필름 또는 코팅인, 조성물.
  20. 제1항에 있어서, 조성물은 적어도 2개의 상이한 상을 포함하고, 상기 불용성 알파-글루칸 입자는 2개의 상이한 상의 계면에 있는, 조성물.
  21. 불용성 알파-글루칸 입자의 제조 방법으로서, 상기 방법은
    (a) 불용성 알파-글루칸을 합성하는, 적어도 물, 수크로스 및 글루코실트랜스퍼라아제 효소를 포함하는 효소 반응에서 생성되는 바와 같은 불용성 알파-글루칸을 제공하는 단계 (불용성 알파-글루칸은 중량 평균 중합도(DPw)가 적어도 약 200이고 불용성 알파-글루칸의 글리코시드 결합의 적어도 50%는 알파-1,3 글리코시드 결합임);
    (b) 불용성 알파-글루칸을 DPw가 약 35 내지 약 100인 불용성 알파-글루칸 입자로 가수분해하는 단계 (상기 가수분해는 2.0 이하의 pH에서 수성 조건 하에 수행됨); 및
    (c) 선택적으로, 단계 (b)에서 생성된 불용성 알파-글루칸 입자를 단리하는 단계를 포함하는, 방법.
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