JPH0360468B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は改質ホエー蛋白濃縮物の製造法に関す
るものである。 更に詳細には、本発明は、β−ラクトグロブリ
ンが低減されてなる改質蛋白濃縮物の製造法に関
するものである。 （従来技術） 一般に、チーズ製造において生成するホエーは
牛乳中の脂肪とカゼインを除く大部分の水溶性成
分を含有している。ホエー中は大量に含まれる乳
糖は、ホエーから容易に結晶化され、分離されて
食用や薬用に利用されてきた。 そして、過剰の乳糖を分離し、更に残存する塩
類を脱塩により分離除去したホエー蛋白濃縮物は
多くの場合そのままの状態で食品素材として利用
されているが、含用されている各種蛋白質の特徴
を生かした高度の有効利用はなされていない。 その理由の１つとしてホエー中の蛋白にはβ−
ラクトグロブリン（以下β−Lgと記す）が多量
に存在していることが挙げられる。即ちホエー蛋
白を育児用調製粉乳等の蛋白源として利用するこ
とは、乳児の蛋白利用効率上好ましいが、β−
Lgは母乳にはほとんど存在しない蛋白であり、
乳児の個体差によつてはアレルゲンとして利用す
ることもある。 それ故β−Lgを低減或は除去したホエー蛋白
を得ることは工業生産技術として期待されるとこ
ろであつた。 そこで、従来、ホエーからβ−Lgを除去して
ホエー蛋白の有効利用をはかろうとする試みが多
くなされている。次に、それらの公知技術及びそ
の問題点を列記する。 １ 高分子多荷電解質による共沈法〔ジエー・ヒ
ダルゴ（J.Hidalgo）等ジヤーナル・オブ・デ
アリー・サイエンス（J.Dairy Sci.）．，54，
1270（1971）．並びにエヌ・メラコウリス（N.
Melachouris）によるジヤーナル・オブ・アグ
リカルチユラル・フード・ケミストリー（J.
Agr.Food Chem，）．，20，798（1972）．〕 これらの方法は添加した高分子多荷電解質の
濃度とPHの調整によつてα−ラクトアルブミン
（以下α−Laと話す）とは反応させないでβ−
Lgと共沈分離させる方法である。 この方法の問題点は、共沈に当り微量ではあ
るが、異物質成分である高分子多荷電解質の残
留があり好ましくない。 ２ 塩析法 〔ジエー・マツクデー・アームストロング
（J.McD.Armstrong）等ビオヒミカ・エト・ビ
オフイジカ・アクタ（Biochim.et.Biophys.
Acta）．，147、60（1967）．〕この方法において、
乳ホエーにおいて塩類を添加した場合、α−
Laとβ−Lgとは溶解度が異なり、PH3.5におい
て硫酸アンモニウム濃度約27％でα−Laは沈
澱し、β−Lgは溶解している。これを濾過或
は遠心より分別するという方法である。 この方法では、高純度の分離採取に適するが
硫酸アンモニウムを多量に使用するためにコス
ト高となり工業的手段とはなり得ない。 ３ 分子篩分別法 〔エー・リユングクイスト（Å．
Ljungquist）等プレパラテイブ・バイオケミス
トリ（Preparative Biochemistry）．，５，131.
（1975）或は特開昭56−36494；ルワク・ロジエ
（フランス）等〕 これらの方法は、前者は分子量の差によるゲ
ル濾過法、後者は膜による限外濾過によつて分
別する方法で、例えば平均の分画分子量が
25000程度の膜でホエーを処理すればβ−Lgは
濃縮され、α−Laは濾過分離される。 然し実現問題として検討の結果、工業的に使
用する膜の孔のサイズにはバラツキがあり、適
確な分別は困難であつた。またゲル濾過ではゲ
ル材料が高価であること、カラム内での各種ト
ラブルが発生し、好ましくなかつた。 ４ イオン交換クロマトグラフイー法〔ヤグチ
（Yaguchi）等、ジヤーナル・オブ・デアリ
ー・サイエンス（J.Dairy Science）．，44、589
（1961）．〕 本法はホエーをイオン交換体の層に通液し静
電的な力によつて担体に蛋白を吸着させる。次
にこの吸着蛋白を適切な塩濃度勾配或はPH勾配
によつて溶出展開させα−Laとβ−Lgを分別
採取する方法である。 この方法は、比較的実用性のある方法である
が樹脂の価格が高く、樹脂の汚れ、再生の点に
問題がある。 ５ 等電点分離法〔シー・エツチ・アムンドソン
（C.H.Amundson），ホエー・プロダクツ・コ
ンフアレンス（Whey Products Confernce）
オクトーバー（October）21〜22（1980）シカ
ゴ・イリノイス（Chicago Illinois）〕 この方法は本発明と類似する点もある。一般
に可溶性蛋白は、分子内に多数の極性基を有し
ており、等電点PHにおいて溶解度は最小とな
る。このとき溶液中に塩類が存在するとそれら
の陰・陽イオンが蛋白の極性基と結合してその
溶液度に影響を与えることになる。ホエー蛋白
の場合α−Laもβ−Lgも等電点PHは4.5付近で
ありこのPHにおいて塩濃度或は溶液温度を調整
することによつて両者を分別することができ
る。同文献の７頁では、ホエーをUF濃縮し、
PHを4.65に調整し、電気透析脱塩し、更にPHを
4.65に再調整して生ずる沈澱をβ−Lg画分とし
て遠心分離したと記している。しかし、この方
法は加熱工程を含まない点及びβ−Lg画分を
沈澱としている点で本発明とは根本的に異なる
ものである。更にこの方法を実験によつて追試
した結果では、α−Laとβ−Lgとの明確な分
離ができなかつた。 （発明の構成） 本発明は乳ホエー又は乳ホエー蛋白濃縮物から
無機塩類を90％以上除去脱塩し、得られた脱塩液
のPHを3.6〜5.0に調整し、次いでこれを40〜80℃
に加熱し、生成した沈澱部分を採取することを特
徴とするβ−Lgが低減されてなる改質蛋白濃縮
物の製造法である。 （発明が解決しようとする問題点） 人乳と牛乳の蛋白画分を分析例に基いて比較す
ると表−１の通りである。

【表】 表−１から明らかなように、牛乳ではカゼイン
の構成比が人乳に比較して著しく大きく、また、
牛乳にはβ−Lgが蛋白質の14.8％も含まれている
が人乳には全く含まれていない。 また表−１の示すβ−Lgが時として乳児のア
レルゲンとなることもあり得るのでホエーを育児
用調製粉乳等に利用しようとするときは、可能な
限りβ−Lgが除去或は減少されたホエー蛋白濃
縮物を使用することがのぞましい。 （問題点を解決するための手段） 本発明では、まず、乳ホエー又は乳ホエー蛋白
濃縮物から無機塩類を90％以上、好ましくは98％
以上脱塩する。脱塩にはイオン交換樹脂、例えば
陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂の複床式カ
ラムを使用するのがよい。無機塩類の脱塩が90％
以上であるとα−Laの沈澱率を60％以上に、ま
た脱塩が98％以上であるとα−Laの沈澱率を90
％以上にすることができる。 次いで、脱塩ホエーのPHを3.6〜5.0に、好まし
くはPH4.2〜4.4に調整する。 一般にホエーのPHは6.3程度であり、これをイ
オン交換樹脂によつて98％程度脱塩するとPHはほ
ぼ4.0に低下する。この脱塩ホエーをPH3.6〜5.0、
好ましくはPH4.2〜4.4に調整する。PH3.6〜5.0で、
加熱によつて55％以上のα−Laの沈澱は得られ
るが、PH4.2〜4.4の調整では80％以上のα−Laの
沈澱が得られる。 PH3.6〜5.0の脱塩ホエーは40〜80℃、好ましく
は45〜70℃に加熱する。加熱した液はそのままの
温度で１時間程度放置すると、α−Laの沈澱が
生成するので、これを遠心分離によつてペースト
状の沈澱物と上清に分けることができる。 上清には大部分のβ−Lgと乳糖が移行存在し
ており、この上清を限外濾過膜法によつて濃縮し
てゆくと乳糖及び水は膜を透過し、β−Lgは膜
に阻止されて、大部分がβ−Lgからなる濃縮物
を得ることができる。更にこれを濃縮、乾燥する
ことによつてβ−Lg製品を得ることができる。 他方、沈澱部分には大部分のα−La及びその
他の乳蛋白を含有しているが、β−Lgの含有率
は極めて低い。沈澱物は水に懸濁させ、アルカリ
で中性にして溶解、加熱殺菌を行ない、次いで濃
縮、乾燥し、β−Lg含有率の極めて低いホエー
蛋白濃縮物を粉状で調製することができる。 得られたホエー蛋白濃縮物は、β−Lgをほと
んど含有していないので、育児用調製粉乳等やそ
の他の食品に蛋白原料として有効に利用すること
ができるものである。 次に本発明の試験例及び実施例を示す。 試験例 １ チーズホエー（PH6.4）をイオン交換樹脂塔
（アンバーライト社製の陽イオン交換樹脂である
IR−120B及び陰イオン交換樹脂であるIRA−410
を充填した複床式のカラム）に通液した。処理液
は原液に比して98％脱塩されていた。この98％脱
塩液に未脱塩の原液を適宜混合し、50％、80％、
90％、95％、98％の５段階脱塩度のホエーを調製
した。これらのホエーを用いて各々のホエーのPH
を4.3に調整し、それぞれ60℃に加熱し１時間保
持した後10000G、10分間遠心分離し、沈澱部分
を採取した。ここで得られた５種類の沈澱部分を
分析し、原チーズホエー中のβ−Lgとα−Laが、
どの程度沈澱したかを調べた結果が表−２であ
る。脱塩度は90％以上、効率等を勘案し好ましく
は98％程度が工業的に最も適すると判断された。 試験例 ２ 試験例１にて調整した98％脱塩度のホエーを用
いて、これを５つに区分し、PHを3.6、4.0、4.3、
4.6、5.0の５段階に調整し、加熱条件及び沈澱部
分の採取方法は試験１と同一にして原ホエー中の
β−Lgとα−Laの沈澱率を調べた結果が表−３
の通りであり、β−Lgの沈澱を押さえつつα−
Laを収率よく沈澱させる本発明の目的に最も適
するPHは4.3付近であることが確認された。 なおPHの調整には10％水酸化ナトリウム水溶液
及び10％塩酸を使用した。 試験例 ３ 試験例１にて調整した98％脱塩度ホエーをPH
4.3に調整し、これを加熱した。加熱条件を20℃、
40℃、60℃、70℃、80℃、100℃の６段階として
各温度にて60分間保持し、遠心分離して沈澱部分
を試験例１と同一にして採取した。原ホエー中の
β−Lgとα−Laの沈澱率を調べた結果が表−４
の通りである。β−Lg沈澱率の低い範囲でα−
Laの沈澱率が高い条件は、60℃付近であつた。
保持時間を60分以内に短縮すれば60℃〜80℃の温
度領域においてもβ−Lgの沈澱率を低くおさえ
ることはできたが、逆にα−Laの沈澱率の増加
はほとんど期待できないので、求める沈澱部分の
性状を考慮して60℃−60分保持条件を実用上最も
好ましいと判断した。

【表】

【表】

【表】 実施例 １ 牛乳10000Kgを処理してゴーダチーズを製造す
る際に分離されたPH6.3のチーズホエー9000Kgを
使用し、全量をイオン交換樹脂塔に通液させた。
イオン交換樹脂塔にはアンバーライト社製陽イオ
ン交換樹脂であるIR−120Bと陰イオン交換樹脂
であるIRA−410を複床式カラムに充填し、ホエ
ーを流下通液した。電気伝導度は通過前
6000μS／cmから通液後120μS／cmまで低下しPHは
6.3から4.0に低下した。脱塩率は98％であつた。 得られた脱塩ホエーのPHを、10％水酸化ナトリ
ウム水溶液を用いて4.25に調整した。 得られたPH調整脱塩ホエーをジヤケツト加熱機
及び撹拌機をそなえたタンク中で60℃に加熱し、
１時間保持した。 次いで、このPH調整脱塩ホエーを40℃に冷却
し、アルフアラバル社製MRPX−418型遠心分離
機にて沈澱部分と上清部分に分離した。 ここで使用した原料ホエー、並びに分離した上
清部分、沈澱部分それぞれの分析値及び各量的関
係を表−５、６、７に示す。 得られた沈澱部分を10％NaOH水溶液にて中
和した後、常法に従つて殺菌、濃縮、噴霧乾燥
し、脱β−Lg、脱塩、減乳糖の改質ホエー蛋白
粉末を得た。 得られた改質ホエー蛋白粉末は育児用の粉乳、
その他の食品に添加利用される。 一方、上清部分は常法に従つて殺菌、濃縮、乾
燥してβ−Lg画分の多い脱塩ホエー粉末を得る
ことができる。 これは通常の乳成分同様に食品原料素材として
利用される。 なお、上記上清部分を、限外濾過濃縮して過剰
の乳糖を濾過分離すればβ−Lg濃縮物が得られ
る。これは特殊な食品原料素材として栄養食品或
は一般食品の製造に有効に利用することができ
る。 また、瀘液中の乳糖を精製採取する場合は、通
常の方法で瀘液を濃縮、冷却、結晶化、遠心分離
することによつて目的物を得る。

【表】

【表】

【表】

【表】 （発明の効果） 本発明の方法により乳ホエー又は乳ホエー蛋白
濃縮物から製造した改質ホエー蛋白濃縮物は牛乳
に較べてβ−Lgが極めて少なく、α−Laが比較
的に多いため人乳中のホエー蛋白の組成に近似し
ており、例えば本発明による改質ホエー蛋白濃縮
物の蛋白６部にカゼインの蛋白４部を加えて可溶
化し、脂質、糖質及びその他の微量成分を添加し
て、成分のバランスを人乳に近似させることによ
り従来実用化されていなかつた蛋白の組成をも人
乳に近づけることが可能となつたのである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 乳ホエー又は乳ホエー蛋白濃縮物から無機塩
   類を90％以上脱塩し、得られた脱塩ホエーのPHを
   3.6〜5.0に調整し、次いでこれを40〜80℃に加熱
   し、生成した沈澱部分を採取することを特徴とす
   るβ−ラクトグロブリンが低減されてなる改質蛋
   白濃縮物の製造法。 ２ 脱塩がイオン交換樹脂による脱塩である特許
   請求の範囲第１項記載の製造法。