JPH04207157A - α―ラクトアルブミン含有量の高い乳画分の製造法及び該画分を含有する製品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 生！上生科且分野 本発明は、乳からクロスフロ一方式膜を用いてα−ラク
トアルブミン含有量の高い画分を分離回収する方法及び
該画分を含有する製品に関する。

′とその１ 一般に、乳清蛋白質はカゼイン及び大豆蛋白質に比べ栄
養価、蛋白利用効率が高いことから、母乳代替品または
人もしくは動物の栄養組成物の蛍白源として利用するこ
とが知られている。特に、母乳代替品に利用する場合、
牛乳中の乳清蛋白質の主成分であるβ−ラクトグロブリ
ン（β−Ｌｇ）は、母乳に存在しない蛋白質であり乳児
アレルギーのアレルゲンとして作用することから、β−
Ｌｇを低減化するか或いはα−ラクトアルブミン（α−
Ｌａ）含有量の高い乳清蛋白素材を利用することが望ま
しいと言われている。

そこで、これまでチーズ製造等において副生するホエー
からβ−Ｌｇを低減するか或いはα−Ｌａ含有量を高め
ホエー蛋白質の有効利用を図ろうとする試みがなされて
きた。

すなわち、α−Ｌａ含有量の高い画分を分離回収する方
法として、ホエーを出発原料として答礼　　　”清蛋白
質の物理的性質及び／又は化学的性質のく差を有効に利
用する試みがこれまで多くなされてきた。しかしながら
、これらの方法は、工程が複雑なこと、エネルギーコス
ト、低回収率、蛋白質の不可逆的変化等の問題を有して
おり、工業的に実行可能な方法まで規模を拡大するには
至っていない。また、最近ｔｌＦ膜を利用した分画法と
して、ピータ−・ハリス（特開昭５７−１１８７５８号
公報）、モーブワら（特開昭５６−３６４９４号公報）
およびボトムリー（特開平１−１６５３４３号公報）の
方法が示されており、これらの方法においてもすべてホ
エーを出発原料としている。然るに現実の問題としてこ
れらの方法を検討した結果、工業的に使用するＵＦ膜の
孔のサイズにはバラツキがあり、分子量が近似している
ａ　−Ｌ　ａ　（ＭＷ　１４０００Ｄａ）とβ−Ｌｇ（
ＭＷ　３６０００Ｄａ二量体）を適確に分画することは
困難であった。以上のように、従来の方法はすべてホエ
ーを出発原料としており、乳を出発原料としてα−Ｌａ
含有量の高い画分を分離回収する方法は示されていない
。

一方、現在、乳業における工業的なＵＦ膜の利用技術と
しては、ホエー蛋白濃縮物（ＷＰＣ）、全乳蛋白（ＴＭ
Ｐ）及びチーズ乳の濃縮等に利用され、実質的には蛋白
質と乳糖および灰分の分離に使用されているにすぎない
。また、ＭＦ膜の利用技術については、全濾過方式では
膜の目づまり等により処理能力が低下し、また膜が持つ
本来の特性を維持出来ないことから、汚泥処理等、沈澱
物の除去に利用されるにすぎない。一方、近年、全濾過
方式での短所を改良したクロスフロ一方式が開発され、
牛乳の除菌、乳酸菌の菌体濃縮、ホエーからの脂肪の除
去等への利用が検討されてきている。しかし、乳を原料
としてＭＦ膜処理により乳清蛋白質、特にα−Ｌａ含有
量の高い画分を分離回収する方法はこれまでに検討され
ていない。

日が”　しよ゛と　るｉ 本発明は、上記したように膜処理技術を利用してホエー
からα−Ｌａ含有量の高い画分を分離回収する工程にお
いて、良好な分離および効率的な回収が困難であったこ
となどから、従来のα−Ｌａ分離回収にともなう製造上
の問題点を解決しようとしてなされたものである。

”　　　”するための 本発明は、セラミンクおよび高分子膜を用いたクロスフ
ローＭＦ膜技術と、乳の加熱によるに−カゼインとβ−
Ｌｇの間で複合体を生成することを応用してα−Ｌａ含
量の高いホエー蛋白質画分を工業的規模でえるものであ
る。また得られたα−Ｌａの含量の高い画分を母乳代替
品および人もしくは動物の栄養補給組成物として使用す
ることにある。

すなわち、本発明は、加熱処理した乳を、クロスフロー
ＭＦ膜処理して膜透過し、透過液側のα−Ｌａ含有量の
高い画分を分離回収することよりなるα−Ｌａ含有量の
高い乳画分の製造法に関する。

また、本発明では、乳の加熱処理はクロスフローＭＦ処
理の際に膜を加熱して行ってもよい。

前述のように乳中には、α−Ｌａとβ−Ｌｇとが存在し
、例えば牛乳でのα−Ｌａの分子量は１４０００Ｄａβ
−Ｌｇのそれは３６０００Ｄａ　　（２量体として存在
）である。しかし、この程度の分子量の違いでは両者を
膜により良好に分離することは困難である。

β−Ｌｇは熱に敏感な蛋白質であり、加熱により自己会
合あるいはカゼインミセルのに一カゼインと複合体を形
成する（Ｄａｉｒｙ　Ｓｃｉ、　Ａｂｓｔ、２５．４５
（１９６３）、　Ｊ、Ｄａｉｒｙ　Ｓｃ４．４８．１１
６Ｈ１９６５）参照）。本発明者らはβ−Ｌｇのこの性
質と最近急速に進歩をとげた膜分離技術とをた（みに応
用し、加熱によりβ−Ｌｇの見かけの分子量を増大させ
、α−Ｌａとの分子量の差を広げた後クロスフローＭＦ
膜処理することによりα−Ｌａとβ−Ｌｇとを分離する
ことに成功したものである。この結果、α−Ｌａを収率
よく得ることができた。

本発明における乳には、牛乳、山年利、年利、水牛乳等
すべての乳が用いられ、脂肪含有量の多少を問わない。

また、熱処理した乳には、あらかしめ熱履歴を・経た乳
、例えば、殺菌乳、還元乳（加熱′ａ縮粉乳を水等で溶
解したもの）、生乳（生脱脂乳も含む）をあらかしめ予
備加熱したものがあり、さらに膜処理時に高温を伴なう
ものをも包含する。この加熱処理は７０℃以上で行うこ
とが望ましく、この温度以上でβ−Ｌｇが会合及び／ま
たは重合したりカゼインミセルのに一カゼインと複合体
を形成したりする。

またクロスフローＭＦ膜処理は、最近急速に発展した技
術である。クロスフロー濾過とは、従来からの全濾過方
式とは異なり供給液を膜面に沿って流し、透過液の流れ
ている方向と垂直にクロスするように行なう方法である
。特徴としては処理能力及び膜の分画性を良好に保持で
きる。また、ＭＦ膜は粒子を分離の対象として孔径が正
確に測定された分離膜である。その孔径は０．０１μｍ
〜数μｍまであり、材質はセラミックあるいは高分子の
素材からなっている。本発明では孔径０．０５〜ｌ、０
μ閑の膜を使用することが望ましい。孔径０．０５μ請
以下では、α−Ｌａ及びβ−Ｌｇの両者が膜を通過しに
くく両者を良好に分画することができない。

また孔径１．０μ翔以上では加熱により見かけ上の分子
量の増加したβ−Ｌｇもα−Ｌａと共に膜を通過し、ま
たカゼインミセルの一部も透過され、α−Ｌａの分画が
できなくなる。また、クロスフローＭＦ膜装置の運転条
件は、孔膜間差圧０．５ＭＰａ以下で、膜面流速が０．
５ｍ／ｓｅｃ以上で運転すると効率よくα−Ｌａとβ−
Ｌｇとを分離することができる。

本発明の方法を第１表を用いて説明すると、原料として
脱脂乳または全脂乳のような加熱処理されていない乳を
用いる場合、加熱処理するときは前記したように７０℃
以上に加熱し、冷却しこれを常温のクロスフローＭＦ膜
処理するとよい。また加熱処理しないときはクロスフロ
ー高温ＭＰ膜処理して加熱によるβ−Ｌｇとにカゼイン
の複合体形成と膜処理とを同時に行うとよい、さらに還
元脱脂乳、還元全脂乳等の加熱処理された乳を用いると
きは、これを常温ＭＰ膜処理するとよい。

このようにすると、α−Ｌａが膜を透過し、α−Ｌａ含
量の高いα−Ｌａを得ることができる。この透過液には
通常０．１％程度のα−Ｌａと乳糖、灰分等が含まれる
。

第１表 濃縮液　　　　　　　　　　　　　　　透過液［ＩＦ膜
処理 乾燥 粉末へ一−−−−−−−イ Ｑ）ぞり用 この膜処理の濃縮液は、主成分がβ−Ｌｇ及びカゼイン
であるが、この中にα−Ｌａが残存している。本発明で
は、この濃縮液に水等のα−Ｌａを含まない液を加えて
希釈し、ＤＦ（ダイアフイルトレーション）ｌＩ！処理
を行って残存していたα−Ｌａを透過させ、この透過液
をＭＦ膜処理透過液と合せることもできる。

このようにして得られた透過液には、目的物であるα−
Ｌａの他に、乳糖、灰分及び水等が含まれている。そこ
で本発明ではα−Ｌａが透過しないＬＪＦ膜を使用して
この透過液がらα−Ｌａのみを分画濃縮してもよい。こ
こで使用するＵＦ膜は、α−Ｌａの分子量が１４０００
Ｄａであるので実質的に分画分子量が１４００００ａ以
下の膜を使用する。

このようにして得られた濃縮液は、そのままあるいは噴
霧乾燥、凍結乾燥等の乾燥手段を施して粉末とし育児用
粉乳等に添加して母乳代替品としたり、また人あるいは
動物の栄養組成物として用いることができる。

２１１と成果 本発明の方法によるとクロスフローＭＦ膜を用いて乳か
らα−ラクトアルブミン含量の高い乳画分を収率よく分
離回収することができる。

そして、この画分の乾燥粉末やさらにこれを育児用粉乳
等に添加した製品は栄養価や蛋白利用効率が高いものと
なる。

次に本発明を実施例を挙げて具体的に説明する。

実施例１ 乳として、雪印乳業■製造の脱脂粉乳を用いた。

この脱脂粉乳は、脱脂乳の濃縮乾燥時に少くとも、７５
℃，１５分の熱処理を受けたものである。

この脱脂粉乳を、脱イオン水で還元した。

還元脱脂乳の分析値（重量％）は次のとおりであった。

全固形分　　　　　　　　７．５ タンパク質（Ｎｘ６．３８）　　　３．１ａ−Ｌａ／β
−Ｌｇ　　　　Ｏ，３４ 脂肪　　　　０．０５ 糖質　　　　３．６８ 灰分　　　　０．６７ ｐＨ６，５ 還元脱脂乳２０ｋｇを膜面積０．３３ｒｄの日本ガイシ
社製のセラミック膜（α−アルミナ）モノリスタイプ９
４８Ｆ、孔径０．１　μｍを用いて、クロスフローＭＦ
膜濾過を行った。運転条件は、温度１２　’Ｃ１平均運
転圧力０．１ＭＰａ、膜面流速１．６ｍ／ｓｅｃであっ
た。

濃縮倍率２までの濃縮を行い、各々濃縮液１０ｋｇ、透
過液１０ｋｇを得た。透過液には、初期脱脂乳の１２．
９％のα−Ｌａと１．８％のβ−Ｌｇが移行した。

膜処理したことによりα−Ｌａ／β−Ｌｇの比率は、脱
脂乳で０．３４であったものが透過液では、２．４３と
α−Ｌａが高い値を示した。

さらにこの濃縮液１０ｋｇを、濃縮乳量を１０ｋｇに保
持し、濃縮乳に脱イオン水を添加しながら、ＤＦ膜処理
を行った。つまりダイヤフィルトレージョン（ＤＦ）を
行った。透過液量（＝加水量）が１０ｋｇ得られた時点
で処理を終了した。このとき、１０ｋｇの透過液中に、
濃縮乳中の２２．８％のα−Ｌａと２．９％のβ−Ｌｇ
とが移行し、ダイヤフィルトレージョンによる透過液の
α−Ｌａ／β−Ｌｇの比率は、２．５１とこちらもα−
Ｌａが高い値を示した。結局２倍濃縮、１倍ダイヤフィ
ルトレージョンにて３２．８％のａ−Ｌａと４．６％の
β−Ｌｇが透過液側に移行し、α−ラクトアルブミンの
移行率が高いのに比べ、β−ラクトグロブリンのそれは
低い値となった。

実施例２ 次に示す成分からなる生脱脂乳を使用した（重量％）。

全固形分　　　　　　　　８．８１ タンパク質（ＮＸ６．３８）　　　３．３１α−Ｌａ／
β−Ｌｇ　　　　Ｏ，３３ 脂肪　　　　０．１２ 糖質　　　　４．６４ 灰分　　　　０．７４ ｐＨ６，に の生脱脂乳１００ｋｇをフォードラタンクにて、８５゛
Ｃ１１０分間加熱し、膜面積０．４２ｒｄのミリポア社
製のセラミック膜セラフロー、孔径０．２μｍを用いて
、クロスフローＭＦ膜濾過を行った。運転条件は、温度
５０℃１平均運転圧力０．１ＭＰａ、膜面流速２．０ｍ
／ｓｅｃであった。実施例１と同様の濃縮およびダイヤ
フィルトレージョンを行った。

５倍濃縮で得られた濾過液へのα−Ｌａ、β−Ｌｇの移
行率は各３７．２％、５．２％であり、α−Ｌａ／β−
Ｌｇの比率は脱脂乳では０．３３であったものが、透過
液では２．５６となり、α−Ｌａ含量の高い透過液が得
られた。

また、ダイヤフィルトレージョンで得られた透過液への
移行率は各々α−Ｌ　ａ　３４．２％、β−Ｌｇ４．４
％でａＬ、ａ／β−Ｌｇの比率は、２．８０であり、α
−Ｌａ含量の高い画分が得られた。結局、５倍濃縮、１
倍ダイヤフィルトレージョンにてα−Ｌａ約５８．６％
、β−Ｌｇ約９．８％が透過液側に移行し、実施例１と
同様にβ−Ｌｇにくらべてα−Ｌａの移行率が高い値で
あった。

実施例３ 実施例１および２で得られたα−Ｌａ冨化透過液１５０
ｋｇを用いて、タンパク質の濃縮、精製を行った。用い
た透過液の成分を次に示す（重量％）。

全固形分　　　　　　４．１８ タンパク質（ＮＸ６．３８）　０．３９　（純タンパク
質０．１２）脂肪　　　Ｏ 糖質　　　３．４７ 灰分　　　０．３２ ｐＨ６，５ ＤＯＷ社製（７）ＵＦ膜ＧＲ８１ＰＰ、分画分子量６０
００Ｄａ、０．３６ｒｒｒを、ＤＯＷ社のＵＰ装置Ｌａ
ｂ−２０に装着し、５０倍濃縮して３ｋｇの濃縮液を得
た。

濃縮液の成分（重量％）は、 全固形分　　　　　２０．９０ タンパク質（ＮＸ６．３８）　８．９４．（純タンパク
質６．００）脂肪　　　０ 糖質　　　１０．３８ 灰分　　　１．５８ ｐＨ６，２ であった。また、５Ｏ３−ＰＡＧＥ分析によるα−Ｌａ
及びβ−Ｌｇ濃度は、各々３．３８％、１．２４％であ
り、α−Ｌ　ａ　／β−Ｌｇの比率は、処理前の値と同
し２．７であった。

さらにタンパク質濃度を上げるために等量ダイヤフィル
トレージョンを行った。このために濃縮液量の３倍に相
当する９ｋｇの脱イオン水を添加した。得られた３ｋｇ
の濃縮液の成分（重量％）は、全固形分　　　　　　８
．８９ タンパク質（ＮＸ６．３８）　６．８９　（純タンパク
質６．００）脂肪　　　Ｏ 糖質　　　１．３ 灰分　　　０．８０ ｐＨ６，８ であり、全固形中のタンパク質が７７．５％となった。

５Ｏ３−ＰＡＧＥによるとこの濃縮液中のα−Ｌａおよ
びβ−Ｌｇ濃度は、各々３．３６％、１．２０％であり
、α〜Ｌａ／β−Ｌｇの比率は、処理前の値と同しであ
った。

実施例４ 実施例３記載の濃縮ｆ１．（全固形分２０．９０％、タ
ンパク質８．９４％、脂肪Ｏ％、糖質１０．３８％、灰
分１．５８％）を常法により脱塩し、脱塩濃縮液（全固
形分１８．１２％、タンパク質８．０５％、脂肪０％、
糖質９．９０％、天分０．１７％）１００．６ｋｇに、
カゼイン６．４嘘、乳［３２，６ｋｇ、ビタミンとミネ
ラル成分２ｋｇを溶解した後、これに植物油２７．６ｋ
ｇを混合し均質化した。得られた溶液を殺菌し、常法に
より濃縮、乾燥して、母乳代用粉乳１００ｋｇを得た。

実施例５ 実施例４記載の脱塩濃縮液１１６．７　ｋｇに、脱脂粉
乳１９．３ｋｇ、乳１！３２．１ｋｇ、ヒタミントミネ
ラル成分ｏ、ｓ　ｋｇを溶解した後、これに植物油２７
．７ｋｇを混合して均質化した。得られた溶液を殺菌し
、常法により濃縮、乾燥して母乳代用粉乳１００ｋｇを
得た。

実施例６ 実施例４記載の脱塩濃縮液２８８ｋｇに、デキストリン
２８．５ｋｇ、ビタミンとミネラル成分１．６　ｋｇを
溶解した後、これに植物油１６．４ｋｇを混和して均質
化した。得られた溶液を殺菌し、常法により濃縮、乾燥
して粉末状栄養食品１００ｋｇを得た。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱処理した乳を、または加熱処理と同時に乳を
   クロスフロー精密濾過（ＭＦ）膜処理して、透過液側へ
   α−ラクトアルブミン含有量の高い画分を分離し回収す
   ることを特徴とするα−ラクトアルブミン含有量の高い
   乳画分の製造法
2. （２）加熱処理した乳として殺菌乳、還元乳、加熱濃縮
   乳及び予備加熱された生乳よりなる群から選択される乳
   の１種またはそれ以上を用いる請求項（１）に記載のα
   −ラクトアルブミン含有量の高い乳画分の製造法
3. （３）７０℃以上に加熱処理し、６９℃以下に冷却した
   乳を常温クロスフローＭＦ膜処理する請求項（１）また
   は（２）に記載のα−ラクトアルブミン含有量の高い乳
   画分の製造法
4. （４）クロスフローＭＦ膜として耐熱性膜を使用し、乳
   を温度７０℃以上でクロスフローＭＦ膜処理を行う請求
   項（１）または（２）に記載のα−ラクトアルブミン含
   有量の高い乳画分の製造法
5. （５）クロスフローＭＦ膜としてセラミックまたは高分
   子を素材とし、孔径は０．０５〜１．０μｍの膜を用い
   、クロスフローＭＦ膜装置の運転条件として、膜間差圧
   が０．５ＭＰａ以下で、膜面流速が０．５ｍ／ｓｅｃ以
   上で行なう請求項（１）〜（４）のいずれかに記載のα
   −ラクトアルブミン含有量の高い乳画分の製造法
6. （６）加熱処理した乳を、または加熱処理と同時に乳を
   クロスフローＭＦ膜処理し、濃縮液はさらにダイアフイ
   ルトレーション（ＤＦ）膜処理することにより、その透
   過液をクロスフローＭＦ膜透過液に加え、α−ラクトア
   ルブミン含有量の高い画分を効率的に回収することを特
   徴とするα−ラクトアルブミン含有量の高い乳画分の製
   造法
7. （７）請求項（６）のＤＦ膜透過液とクロスフローＭＦ
   膜透過液とを合せた液をＵＦ膜処理して濃縮液を回収す
   ることを特徴とするα−ラクトアルブミン含有量の高い
   乳画分の製造法
8. （８）請求項（１）〜（７）のいずれかによって得られ
   る画分を噴霧乾燥または凍結乾燥させてなるα−ラクト
   アルブミン含有量の高い乳画分粉末
9. （９）請求項（１）〜（８）のいずれかによって得られ
   る画分を含有せしめてなる母乳代替品または人もしくは
   動物のための栄養組成物